Le minerai de fer est une roche qui contient une quantité utilisable de fer. Minerais communs sont l'hématite, la magnétite, la limonite et sidérite, et ceux-ci sont souvent trouvées avec silicates assorties. Bien que le fer ne se produit pas dans sa forme pure dans la nature, certains types de minerai contiennent jusqu'à 70% d'atomes de fer. Le minerai de fer se compose d' oxygène et de fer atomes liés ensemble dans les molécules. Pour créer fer pur, il faut désoxygéner le minerai, ne laissant que des atomes de fer derrière, ce qui est l'essence même du processus de raffinage.
Pour amadouer les atomes d'oxygène à partir du minerai nécessite de la chaleur et un partenaire atomique de remplacement pour l'oxygène aux obligations de. Carbon remplit ce rôle bien, et est facilement disponible sous la forme de charbon de bois tous les jours, ou de coke, une forme de carbone fabriqué à partir de charbon . Le atomes carbone avec l'oxygène présent dans le minerai pour créer le dioxyde de carbone et du monoxyde de carbone, les gaz qui s'échappent à une cheminée. Parce que le minerai de fer contient généralement des silicates, qui ne se lient pas au carbone, ceux-ci restent dans le fer une fois raffiné, créant fer forgé, une forme malléable et robuste de métal utilisé par les forgerons à travers l'histoire.
Pour créer une forme encore plus pure de fer, connu sous le nom de fonte brute, de calcaire doit être ajoutée au mélange et la chaleur augmente. Ceci est fait contemporarily dans la structure en forme de silo connu comme un haut-fourneau. Le calcium dans les obligations de calcaire avec des silicates présents dans le minerai, la création d'un matériau appelé laitier qui flotte à la surface de la fonte liquide pur. Le fer est évacuée périodiquement dans un moule à partir d'un orifice dans le bas du haut-fourneau, où il se refroidit. La fonte peut ensuite être converti en fer forgé en le mélangeant avec du silicium , ou un traitement ultérieur pour créer acier.
L'acier est une forme de fer en mélange avec 0,5% - 1,5% de carbone, mais pas d'oxygène, les silicates, ou d'autres impuretés. Ce métal est beaucoup plus difficile à travailler que le fer forgé, mais il est beaucoup plus fort. Le fer peut être mélangé avec d'autres éléments pour créer des alliages ayant des propriétés désirées, telles que la légèreté ou la résistance à la rouille (acier inoxydable).
Parce que le fer est si commune (composition 5% de la croûte terrestre), fort, et relativement facile à traiter, il joue un rôle très intime dans la civilisation humaine. Environ 98% de tous les minerais expédiés dans le monde entier est utilisé dans la production de fonte ou d'acier. Les dépôts de surface sont disponibles en abondance dans la plupart des zones géographiques. Les civilisations antiques qui ont atteint le seuil de la technologie nécessaire pour le minerai de fer éperlan apprécié des avantages décisifs sur leurs concurrents, dont le bronze et cuivre armes n'étaient match pour forges.
