IJzer, het meest bekende en nuttigste metaal, door de Grieken ...... en door de Romeinen ferrum geheeten, voorts door de alchemisten met den naam en het teeken van Mars bestempeld, maar door de scheikundigen van den nieuweren tijd door de letters Fe aangeduid en met het verbindingscijfer 56 voorzien, komt in metaaltoestand als gedegen ijzer zelden, maar in velerlei verbindingen des te overvloediger voor.
Het heeft te veel verwantschap met zuurstof en zwavel om onverbonden te blijven, hoewel men het hier en daar in fijne korrels en blaadjes, ingesprenkeld in basalt, alsmede in meteoorsteenen aantreft. Meteoorijzer vormt meestal hoekige, poreuze klompen, bevat nagenoeg altijd nickel (meestal 3-8%), voorts wat kobalt, alsmede kleine hoeveelheden chromium, molybdaenium, tin, koper, mangaan en organische zelfstandigheden. Geslepene vlakken, met zuren in aanraking gebragt, vertoonen fraaije, gewolkte figuren, afkomstig van het door Berzelius ontdekte phosphor-ijzer. Vermaard is de ijzermassa, in 1772 door Pallas te Krasnojarsk aan de Jenisseï gevonden; zij woog 800 Ned. pond en bevatte eene menigte olivienkristallen. Nog grootere gevaarten werden waargenomen in Zuid-Amerika, Mexico en Texas, en dat van Bitburg in den Eifel, 1700 Ned. pond wegende, bestaat desgelijks uit meteoorijzer.
Onder de ijzerertsen of verbindingen van ijzer met andere stoffen zijn er, die zoodanige uitgebreidheid bezitten, dat zij eene belangrijke rol hebben vervuld bij de vorming der vaste aardkorst. Doch behalve in deze groote massa’s vindt men ook elders in de geheele natuur het ijzer ongemeen verbreid. De veelvuldige kleuren der gesteenten ontstaan veelal door ijzerverbindingen, zoodat Hauy met regt zeggen kon: „Als de natuur naar het penseel grijpt, heeft zij ijzer op haar palet.” Mechanisch en chemisch werkende krachten doen het ijzer zijn togt aanvangen op het gebied der onbewerktuigde wereld; het verwisselt honderdmaal van plaats en van verbinding en wordt eindelijk eene onmisbare stof in den kringloop der bewerktuigde schepping.
IJzerertsen en ijzerhoudende gesteenten, door verandering van temperatuur gespleten en losgemaakt, worden door regenvloeden voortgesleept, in hunne vermenging met slib gewijzigd en in ijzerhoudende watervormingen omgezet. Op die wijze zijn roode zandsteen, marmer, porfier enz. door ijzeroxyde rood gekleurd. IJzeroxyde verleent aan de klei- en leemlagen eene gele of bruine kleur, en ijzeroxydule maakt mergel en klei, groen en leisteen grijs, blaauw, zwart of groen.
Bij die werktuigelijke verandering van plaats komt voorts de werking van scheikundige krachten, van oxydatie en reductie. Waar met koolzuur verzadigde neêrslagen uit den dampkring ijzer-oxydule ontmoeten in den vorm van een koolzuur of kiezelzuur zout, ontleden zij het als een dubbel koolzuur zout en voeren het mede door den poreuzen aardbodem, totdat zij stuiten op eene waterdigte laag en alsdan in den vorm eener bron te voorschijn treden. Op deze wijze ontstaan de ijzerhoudende bronnen.
Onoplosbaar ijzeroxyde, dat weêrstand biedt aan de werking van koolzuur, wordt door de bewerktuigde overblijfselen van den grond met hunne kool- en waterstofhoudende ontbindingsproducten gereduceerd en daarna opgelost. Vandaar het verschijnsel, dat men rood, ijzerhoudend zand in de nabijheid van rottende boomwortels tot op meer dan een Ned. palm afstand ontkleurd, van ijzer beroofd en op verderen afstand door ijzeroxydule groenachtig gekleurd vond. Komen ijzerhoudende wateren in aanraking met de dampkringslucht, dan verkondigt een schitterend vlies aan de oppervlakte en een okergele neêrslag op den bodem en aan de oeverplanten eene nieuwe gedaantewisseling van het ijzer. Het overtollig koolzuur ontwijkt, de zuurstof des dampkrings herschept het oxydule in hydroxyde, hetwelk op moerassige plaatsen vaak in dikke lagen bezinkt, vaak vermengd met zand en andere bezinkselen, en gedeeltelijk scheikundig verbonden met zwavel- en bronzuur, de ontbindingsproducten van gestorvene planten en dieren.
Ook de levende natuur neemt deel aan de vorming van zulke lagen: microscopisch kleine diatomeën (Galionella Ferruginea), welke in alle ijzerhoudende wateren in groote hoeveelheid voorkomen, verzamelen ijzer in hare plantaardige omkleedsels en hoopen zich vaak op tot lagen van aanmerkelijke dikte. Zulke lagen zijn die van den gras-ijzersteen, dien men in de gedaante van oer ook in ons Vaderland niet vruchteloos zoekt.
In geringe hoeveelheid is ijzer steeds aanwezig in ons welwater.
Het ijzer doorloopt voor zijne gedaantewisseling een langeren weg, wanneer oplosbare zwavelzure zouten en ijzeroplossingen tegelijk in aanraking komen met de ontledingsproducten van verrottende dierlijke en plantaardige zelfstandigheden. Dan ontstaat in de eerste plaats zwavelijzer, meestal in de gedaante van een zwart-gelen neêrslag, onder gunstige omstandigheden in dien van gekristalliseerd zwavel- of straalkies. Op die wijze verklaart men de aanwezigheid van zwavelijzer in oude veenen, in bruin- en steenkolen, in versteeningen bevattenden leisteen, en eindelijk als verkiezelingsmiddel in de schalen van weekdieren.
Zoo ontstaan, gelijk Forchhammer aantoonde, aan de kust der Oostzee door den invloed der zwavelwaterstofuitwaseming van rottende zeeplanten en ijzerhoudende klei uitgebreide lagen van zwavelkies, en waarschijnlijk zijn de meeste aluinlei-lagen aan eene dergelijke vorming haar ontstaan verschuldigd. Door den oxydérenden invloed des dampkrings verweert het zwavel- en straalkies allengs tot ijzervitriool, welke ontbinding bij eene voortdurende werking der zuurstof ten slotte weder bezinkselen levert van ijzerhydroxyde.
Het opslorpend vermogen der planten brengt het ijzer, dat zich in uiterst fijn verdeelden of opgelosten toestand in den bodem bevindt, in den kringloop der organische natuur als een onmisbaar voedingsmiddel van planten en dieren. Al onze kweekplanten bevatten eene meerdere of mindere hoeveelheid ijzer. In het dierlijk ligchaam is ijzer in de roode kleurstof van het bloed, terwijl het mede niet ontbreekt in de hersenen, in de haren en in de kristallens.
Zoo blijkt het hooge belang van het ijzer in de huishouding der natuur; niet minder belangrijk echter is dit metaal voor het maatschappelijk leven, voor ontwikkeling en vooruitgang. Wij zijn zoo gewoon aan het bezigen van ijzer, dat wij er naauwelijks aandenken, hoe tallooze voorregten des levens daarmede op het innigst verbonden zijn. Zien wij voorts, hoe het ijzer in een onmisbaar verband staat met de stichting van fabrieken, met den aanleg van middelen van verkeer, met ontelbare verrigtingen, waartoe wij ijzeren werktuigen bezigen, dan zullen wij zonder aarzelen erkennen, dat het ijzer tot de voornaamste bevorderaars behoort van welvaart en beschaving. Het verbruik van ijzer bij een volk levert ons een maatstaf voor den bloei zijner nijverheid.
Kennis van het ijzer en zijne bewerking vinden wij reeds bij de ontwikkelde volkeren der oudheid, bij de Egyptenaren, Phoeniciërs en Israëlieten, terwijl alleen zulke stammen, die nog op de laagste sport der beschaving staan, in onzen tijd onbekend zijn met dat metaal. Maar hoe groot is het verschil in de bewerking van het ijzer tusschen de Eskimo’s der Baffingsbaai, die volgens het getuigenis van Ross het taaije meteoorijzer met verbazende moeite tot messen versmeden, en de werklieden eener Europésche ijzerfabriek, die over al de hulpmiddelen der wetenschap kunnen beschikken!
Te uitvoerig zouden wij worden, indien wij eene geschiedenis leverden van de geleidelijke ontwikkeling der ijzerindustrie. Wij zullen ons enkel bepalen tot eene vlugtige beschouwing van den toestand van deze in den tegenwoordigen tijd.
Scheikundig zuiver ijzer te bereiden is eene moeijelijke taak en heeft geenerlei nut. Men verkrijgt het, wanneer men over verhit ijzeroxyde een stroom drooge waterstof leidt, in de gedaante van een zwart poeder, hetwelk, bijaldien de temperatuur bij de reductie zoo laag mogelijk was, van zelf ontvlamt en tot bruin ijzeroxyde verbrandt; bij groote hitte ontstaat eene graauwe, sponsachtige massa. Als een zeer verteerbaar ijzer-praeparaat is gereduceerd ijzer ingevoerd in de geneeskunde en wordt te Lyon in eene fabriek in het groot vervaardigd.
In plaats daarvan brengt men wel eens fijn ijzerpoeder in den handel, hetwelk door middel der vijl verkregen is. Dit ontbrandt niet, zooals het door reductie verkregene, wanneer het met een gloeijend ligchaam in aanraking komt, maar wel, gelijk Magnus heeft aangetoond, wanneer men het aan de polen van eene magneet hangt en daarna aansteekt. Betrekkelijk zuiver ijzer in zamenhangende massa’s, hoewel nog altijd door kool en kiezel verontreinigd, verkrijgt men door dun ijzerdraad met ijzeroxyde in een vuurvasten kroes en onder een deksel van metaalvrij glas te laten smelten. Het is wit, zeer taai, moeijelijk smeltbaar, heeft een soortelijk gewigt van 7,844 en schijnt in het regelmatige stelsel te kristalliséren.
Wat onder den naam van ijzer verwerkt wordt, is steeds eene verbinding van ijzer met koolstof, gewoonlijk verontreinigd door zwavel, phosphorus, silicium en vreemde metalen. Inzonderheid veroorzaakt de hoeveelheid koolstof zoovele wijzigingen in de natuur- en scheikundige eigenschappen van het ijzer, dat daardoor verschillende soorten van ijzer gevormd worden.
In het algemeen onderscheidt men er 3, namelijk het gietijzer, hetwelk de grootste hoeveelheid koolstof bevat (2½-5%), het smeedijzer dat niet meer dan ½% koolstof bezit en in zijne eigenschappen het meest met zuiver ijzer overeenkomt, - en het staal, dat tusschen die twee het midden houdt en volgens de onderzoekingen van den nieuweren tijd ook stikstof onder zijne bestanddeelen telt.
Ofschoon men zeer goed regtstreeks uit erts smeedijzer kan vervaardigen, en hoewel dit vroeger waarschijnlijk regel was, is men om velerlei redenen daarvan teruggekomen. Thans wint men uit ijzererts gietijzer, en men verandert het in smeedijzer door het bedrag zijner koolstof te verminderen. Voorts verkrijgt men staal door het koolgehalte van smeedijzer te vermeerderen of dat van gietijzer te verminderen of ook door de beide soorten in eene bepaalde verhouding zamen te smelten. Wij zullen thans een beknopt overzigt geven van het verkrijgen van giet- en smeedijzer, terwijl wij het staal zullen behandelen in het artikel van dien naam.
Men wint gietijzer door het verhitten van zuurstofhoudende ijzerertsen met koolstofrijke brandstoffen. Daarbij wordt het ijzeroxyde door koolstof en koolstofhoudende gassen van zijne zuurstof beroofd. Het gereduceerde ijzer verandert door de opneming van koolstof in zeer smeltbaar gietijzer, terwijl zich slakken smeltbare kiezelzure verbindingen vormen uit het kiezelzuur en uit de bases der gesteenten, waarin het ijzer is bevat.
De scheikundige gesteldheid van het verlangde gietijzer is, voor zijn verbruik en vooral ook voor de deugdelijkheid van het hiervan vervaardigde smeedijzer en staal, eene zaak van het hoogste belang. Zij is afhankelijk van den toestand der ertsen, van de bestanddeelen der slakken en van eene doelmatige reductie en koolstoftoevoeging. Als ijzerertsen komen slechts zuurstofverbindingen in aanmerking; het verkrijgen van goed ijzer uit zwavelkies is niet onmogelijk, maar zoo omslagtig en kostbaar, dat men van het bezigen van die grondstof, hoewel overvloedig voorhanden en 46,6% ijzer bevattende, tot nu toe heeft afgezien.
De waarde der zuurstofhoudende ijzerertsen, is, behalve van het ijzergehalte, vooral afhankelijk van hunne zuiverheid, smeltbaarheid en digtheid.
Sommige verontreinigingen, zooals met phosphorus, arsenicum en zwavelzure zouten, hebben een hoogst nadeeligen invloed; andere vreemde bijmengselen, zooals kiezelzuur, kalk- en aluinaarde, magnesia en mangaanverbindingen zijn tot zekere hoogte zeer nuttig en voor de vorming van slakken noodzakelijk. Geringe smeltbaarheid vereischt veel brandstof en kan soms eene schadelijke stoornis brengen in de smelting, terwijl daarentegen poreusheid het indringen der reducérende gassen begunstigt en de smelting bevordert.
Volgens het gehalte staat onder de ertsen magneetijzersteen (72%) bovenaan, en dan volgen ijzerglans en rood-ijzersteen (70%), bruin-ijzersteen (60-63%) en spaat-ijzersteen (45%). De beide eerstgenoemde zijn meestal zuiver, maar zeer digt en alzoo moeijelijk te reducéren (van zuurstof te berooven). Bruin-ijzersteen daarentegen laat zich gemakkelijk reducéren, maar is doorgaans zeer verontreinigd, 't geen men vooral verzekeren kan van gras-ijzersteen.
Spaat-ijzersteen is wel het armst in ijzergehalte, doch men schat dien hoog wegens zijne betrekkelijke zuiverheid en wegens zijne vatbaarheid om zich gemakkelijk te laten reducéren. IJzerbevattende silicaten, zooals chloriet, ijzergranaat enz., vervullen eene ondergeschikte rol, doch men gebruikt ze gaarne met andere ertsen als slakkenvormenden toeslag.
Vóór het smelten ondergaan de ertsen eene mechanische bewerking: men klopt en wascht ze om ze van de ijzervrije gedeelten te ontdoen, men laat ze in de opene lucht liggen om door verweering en vorst de poreusheid te vermeerderen en men roost ze ten slotte, dat is men verwarmt ze zonder afsluiting der dampkringslucht. Hierdoor wordt het water verwijderd, en men verdrijft daardoor tevens eenige vlugtige bestanddeelen, zooals water uit bruin-ijzersteen en koolzuur uit ijzerspaat en sphaerosideriet, terwijl ook hierdoor de poreusheid aanmerkelijk vermeerderd wordt.
Daarop volgt het vermengen der verschillende ertsen naar de aanwijzingen der ervaring. Dit geschiedt zoowel om eene regelmatige ijzerproductie te bevorderen, waartoe men rijke en arme ertsen in bepaalde verhoudingshoeveelheden bij elkander voegt, als ten behoeve van eene gewenschte slakkenvorming. Het verloop der reductie in den hoogoven maakt de aanwezigheid noodzakelijk van eene ligt-smeltende verbinding, die het koolstofijzer omhult, zijn smelten bevordert en het tegen den oxydérenden invloed van de lucht der blaaswerktuigen beveiligt; dit alles geschiedt door slakken, die hoofdzakelijk uit kiezelzuren kalk bestaan.
Bevatten de ertsen eene overtollige hoeveelheid kiezelzuur, dan bindt deze een gedeelte van het geoxydeerde ijzer en vormt eene gemakkelijk smeltbare, donkergekleurde slak, die vroeger smelt dan het koolstofijzer en dit laatste zeer gebrekkig tegen verbranding beveiligt en alzoo verlies van ijzer veroorzaakt. Bevindt zich daarentegen in de ertsen te veel kalk of leem, dan smelten zij traag en er ontstaan alligt gevaarlijke verstoppingen in den oven. Eene niet te traag en niet te snel smeltende slak van eene lichtgroene, blaauwe of grijze kleur waarborgt den ijzersmelter een geregelden gang van zijn arbeid. Om die te verkrijgen, vermengt men kalk- en kwartsrijke ertsen in eene doelmatige verhouding, en waar deze niet voorhanden zijn, worden er kiezelzuur- en kalkhoudende gesteenten als toeslag bijgevoegd.
Men brengt het erts met de brandstof in den hoogoven, waarvan eene doorsnede in fig. 1 is voorgesteld. De inwendige ruimte schacht of kernschacht genaamd, wier wand (a) van vuurvasten steen is opgetrokken, bestaat uit 2 afgeknotte kegels, van welke de bovenste (b), ook wel schoorsteen geheeten, uitkomt in de monding (g), en aldaar dikwijls omringd is door een ijzeren mantel.
De tweede, naar onderen naauwer wordende kegel draagt den naam van rust (c), is door den veelal rolronden kolenzak (d) van de schacht gescheiden, en staat door het gestel (e) in verband met den kroes (f), die de slakken en het gesmolten gietijzer opneemt; de vóórzijde van den kroes wordt gevormd door den damsteen (h), en tusschen dezen en den wand bevindt zich eene spleet, die gedurende het smelten met leem digtgemaakt is, maar tot het laten wegvloeijen van het ijzer geopend wordt, het steek- of gietgat.
Door eene opening in den hoogoven tusschen den damsteen en den wand (s) vloeijen de slakken weg over een hellend vlak van ijzeren platen. De buitenmuur van den hoogoven is van de schacht gescheiden door eene ruimte (n), die met asch, slakken of dergelijke slechte warmtegeleiders gevuld wordt; zij is van openingen (m) tot afvoer van vochtigheid voorzien. In de ruimte van het gestel heeft men boven den kroes 2 blaasgaten voor de blaasvormen, waardoor de wind uit de blaaspijpen in den oven wordt geleid. Het gedeelte boven de blaasgaten noemt men het bovengestel, dat onder de blaasgaten het ondergestel, en de ruimte tegenover de blaasgaten de smeltruimte. Hier heerscht de grootste hitte en geschiedt hoofdzakelijk de smelting. Het voorste gedeelte van het gestel, waar zich de haard bevindt, noemt men de borst, en de buitenbekleeding van den oven draagt den naam van mantel.
Wil men een nieuwen oven in werking brengen, dan wordt hij door langzame verwarming geheel en al droog gemaakt. Daarna stookt men hout in de oven en stort daarop houtskolen, steenkolen of coaks (zelden hout of geperste turf), brengt het blaaswerktuig in beweging en vult alzoo den geheelen oven met gloeijende kolen. Nu werpt men in de monding afwisselende lagen behoorlijk vermengd erts en brandstoffen, die beide wegens smelting en verbranding allengs dalen. Het gesmoltene gietijzer met de daarop drijvende slakken valt in den haard, waaruit men ze kan laten wegvloeijen.
Nu stort men met regelmatige tusschentijden erts en brandstof in de monding, en tapt geregeld af meestal telkens na verloop van 12 uur -, en men maakt eerst een einde aan zulk een ovenbedrijf (campagne), wanneer door den hoogen warmtegraad, door scheikundigen invloed of mechanische slijting de binnenwand gebrekkig begint te worden. Dan wordt de oven, zooals men het noemt, uitgeblazen, nadat hij jaren lang wel eens 12 jaar gebrand heeft.
Het scheikundig verloop in den hoogoven is gemakkelijk te begrijpen. In het gestel ontstaat door de werking van de derwaarts gedreven blaaslucht op de gloeijende kolen in de eerste plaats koolzuur, hetwelk bij het oprijzen door de witgloeijende kolenlagen in kooloxydegas wordt omgezet. Tevens ontbindt zich de waterdamp der ingeblazen lucht met de gloeijende kolen in kooloxydegas en waterstof. Beide gassen rijzen, met de stikstof der lucht vermengd, omhoog. Uit de monding echter komen hun afwisselende lagen erts en brandstof te gemoet. Deze worden reeds in de bovenste ruimte van den oven verwarmd; lager in de schacht neemt de reductie een aanvang, er ontstaat metallisch ijzer, terwijl kooloxyde en waterstof tot koolzuur en water oxydéren, doch in de hooger liggende kolenlaag weder tot kooloxyde en waterstof gereduceerd worden, en nu hunne reducérende werking herhalen, totdat zij eindelijk bij de monding met eene blaauwe vlam verbranden.
Om hun warmtegevend vermogen nuttig aan te wenden, voert men ze veelal af beneden de monding vóórdat zij met de lucht in aanraking gekomen zijn, en men gebruikt ze tot het roosten der ertsen, tot het verwarmen der blaaslucht, tot het branden van kalk enz. Het gereduceerde ijzer wordt bij zijne daling blootgesteld aan een klimmenden warmtegraad, in de rust verandert het door den invloed der gloeijende kolen en koolstofhoudende gassen in gietijzer, smelt en verzamelt zich, met slakken bedekt, in den haard. Hieruit laat men het door het gietgat wegvloeijen in het zand, waar men het tot schuitjes of gietelingen laat verstijven.
Daarenboven heeft men in den hoogoven nog te letten op onderscheidene andere werkingen, die, hoewel van ondergeschikten aard, een grooten invloed hebben op de hoedanigheid van het ijzer en aanleiding geven tot het winnen van belangrijke bijproducten. In de warmste gedeelten van den hoogoven werkt het koolstofgehalte van het gietijzer en van de verbrandingsgassen ook ontbindend op de vreemde bestanddeelen van het bijmengsel.
Zwavel-, arsenik-, phosphor- en kiezelzuur, kalk en aluinaarde worden gedeeltelijk gereduceerd en hunne radicalen bij het vloeibaar ijzer gemengd. De stikstof der ingeblazene lucht verbindt zich met de witgloeijende koolstof tot cyan, hetwelk aan het verloop der reductie en verkoling deel neemt, doch zich gedeeltelijk ook met kaliumdampen der nooit ontbrekende kaliumzouten tot cyankalium verbindt, hetwelk in groote hoeveelheden zich vasthecht, aan de bovenste ovenwanden. Worden er zinkhoudende ertsen gesmolten, dan vindt men aldaar ook donkergrijze of groenachtige korsten van onzuiver zinkoxyde, terwijl eindelijk het titaniumgehalte der ertsen aanleiding geeft tot de vorming van koperroode teerlingen van cyanstikstoftitanium, die zich in het gestel of bij de slakken vertoonen.
Het voornaamste voortbrengsel van den hoogoven, namelijk het gietijzer, treedt er te voorschijn in verschillende vormen, die hoofdzakelijk afhangen van de hoeveelheid en den verbindingstoestand der koolstof, - en deze ontleenen wederom hunnen oorsprong aan den aard der ertsen en der toevoegsels, aan den warmtegraad van den hoogoven en aan de snelheid, waarmede het gesmolten ijzer afkoelt. Als hoofdsoorten onderscheidt men wit en grijs gietijzer. Het eerste draagt in zijn zuiversten toestand den naam van spiegelijzer; dit onderscheidt zich door eene zilverwitte kleur, kristallijnen bouw, groot-bladerige breuk met glanzige vlakken, groote hardheid en broosheid en kan beschouwd worden als koolstofijzer, hetwelk beantwoordt aan de formule Fe3C.
Door het opnemen van meer ijzer gaat dit zeer koolstofrijk ijzer in andere soorten en eindelijk in staal over. De oorzaak dier verscheidenheid is niet gelegen in de hoeveelheid koolstof, maar in den verbindingstoestand van deze. Wit gietijzer bevat de koolstof in een scheikundig gebonden toestand, - en bij het grijze gietijzer is een gedeelte der koolstof mechanisch bijgemengd in de gedaante van graphiet (potlood). Dit blijkt bij het smelten en afkoelen en bij eene behandeling met zuren. Spiegelijzer smelt gemakkelijker dan grijs gietijzer, maar wordt niet zoo dun-vloeibaar. Koelt men het snel af, dan blijft het onveranderd, maar bij langzame afkoeling scheidt een gedeelte der vroeger gebondene koolstof zich in kristallijnen toestand af, en er ontstaat grijs gietijzer.
Omgekeerd kan men grijs gietijzer, dat bij een langzame afkoeling onveranderd blijft, door eene snelle afkoeling in spiegelijzer veranderen. In geconcentreerd zoutzuur lost spiegelijzer onder ontwikkeling van eene kwalijkriekende, met koolwaterstof vermengde waterstof volkomen op, terwijl grijs gietijzer eene rest van graphiet achterlaat. Met het verschil van scheikundige bestanddeelen komt dat van physische eigenschappen overeen, en dit is in het gebruik eene zaak van groot belang.
Grijs gietijzer is, vooral wanneer het een weinig phosphorijzer bevat, uitmuntend om te gieten, daar het de vormen scherp en zuiver vult. Wit gietijzer daarentegen is dik-vloeibaar en derhalve weinig geschikt voor de ijzergieterij, zoodat het tot bereiding van smeedijzer en staal gebruikt wordt. Het eerste kan men vijlen, draaijen, schaven en boren, terwijl het laatste wegens zijne hardheid en broosheid ongeschikt is voor eene mechanische bewerking. Vaak ook poogt men in een mengsel van die twee beider goede eigenschappen te vereenigen.
Tot zekere hoogte is de hoedanigheid van het gietijzer in de magt van den ijzersmelter. Wit gietijzer ontstaat bij een betrekkelijk lagen warmtegraad, die zich weinig boven het smeltpunt verheft, derhalve uit zeer smeltbare ertsen, die in wijde schachten met poreuze brandstoffen, zooals houts- en steenkolen, gesmolten worden. Grijs gietijzer, waarschijnlijk uit wit gietijzer voortkomend, vereischt eene hitte, die zich ver boven zijn smeltpunt verheft, en wordt alzoo in naauwe schachten, bij taai-vloeibare bijmengsels en digte brandstof gewonnen. Een gevolg van deze hooge temperatuur, welke de reductie der toevoegselen begunstigt, is eene grootere verontreiniging van grijs gietijzer met zwavel, phosphorus, arsenicum en silicium.
De mechanische bewerking van gietijzer bepaalt zich tot het gieten. Geene enkele soort van gietijzer is smeedbaar; alle worden bij verhitting week en springen van één onder den hamer. Men giet daarvan velerlei voorwerpen, zooals geschut, kogels, groote deelen van werktuigen, pilaren, kagchels, tafels, kleêrenstandaards, schroeven enz., en dit vereischt eene groote verscheidenheid van vormen.
Slechts zelden laat men het ijzer regtstreeks uit den hoogoven in vormen vloeijen, gewoonlijk wordt het omgesmolten. Hiertoe dienen vuurvaste kroezen en voor grootere voorwerpen vlamovens. De vlamoven biedt het voordeel, dat het ijzer niet in aanraking komt met de brandstof en dus geen gevaar loopt om door het opnemen van meer koolstof van aard te veranderen. Daarentegen kan door de zuurstof der vlam een koolstofverlies plaats grijpen, dat het ijzer taaivloeibaar maakt en ongeschikt voor het gieten.
Om die reden gebruikt men tot het omsmelten gewoonlijk een koepeloven, welke in fig. 2 en in doorsnede in fig. 3 is voorgesteld. Zulk een oven is niet meer dan 7 Ned. el hoog, van binnen van vuurvasten steen gebouwd en van buiten met ijzeren platen bekleed, waarna de tusschenruimte met zand gevuld wordt. Het gietijzer wordt er met houtskool of coaks snel gesmolten en de verbranding bevorderd door blaaslucht, die er bij a a naar binnen stroomt. Het gesmolten ijzer valt op den hellenden bodem s s' en wordt eindelijk door het gietgat A naar buiten geleid. Het vloeit dan onmiddellijk in de gereed gemaakte vormen of ook wel in ijzeren, met eene leemlaag bedekte gietpannen, waarmede men de vormen vult.
Het vervaardigen van vormen is een van de belangrijkste en moeijelijkste gedeelten der ijzergieterij. Immers een vorm moet voldoende weêrstand bieden aan het gesmolten ijzer, dus niet barsten of smelten; hij moet de omtrekken van het te gieten voorwerp zoo naauwkeurig mogelijk afbakenen, zich volkomen met het vloeibaar ijzer vullen, en na afkoeling het voorwerp onbeschadigd loslaten. Men voldoet aan deze voorwaarden door eene omzigtige keuze der grondstof en door eene doelmatige uitholling.
Men vervaardigt de vormen van vochtig zand of leem, en ook wel van gegoten ijzer. De eerste kan men slechts eenmaal, de laatste bij herhaling gebruiken. Het gieten in verloren vormen, zooals men de eerste noemt, geschiedt in zand, vormzand of leem. Bij het gieten in zand gebruikt men vormen van fijn kwartszand met een weinig leem, hetwelk in vochtigen toestand kneedbaar wordt en een blijvenden vorm aanneemt. Men vermengt het met koolpoeder ten bedrage van 1/3 de van zijn gewigt, zoowel om het wat poreuzer te maken en het ontwijken der lucht te bevorderen als om zijn warmtegeleidend vermogen te verminderen en alzoo de afkoeling van het ijzer te vertragen.
Om platte voorwerpen, zooals haardplaten enz. te gieten, drukt men het model in zoodanig zand, effent de onregelmatigheden aan de kanten, bestrooit den vorm met fijne koolstof om het aanhangen van zand en de oxydatie van het ijzer te verhinderen en laat het vloeibaar metaal er inloopen, waarna men zijne oppervlakte desgelijks met fijne kool bestrooit, om de zuurstof af te sluiten en de afkoeling te vertragen. Men mag daarbij niet uit het oog verliezen, dat de lengte-inkrimping van het ijzer bij zijn verstijven 1/97ste bedraagt.
Voorwerpen, die naar alle kanten bepaalde grenzen hebben, zooals cylinders, bollen, potten enz., worden door het gieten in kasten verkregen. Men brengt namelijk het vormzand in opene, vierkante houten of ijzeren ramen, vormkasten genaamd, welke althans uit 2, vaak uit meer deelen bestaan. Het vormen in zand is het eenvoudigst en goedkoopst en, dientengevolge algemeen in gebruik. Het levert echter geene scherpe omtrekken, geene gladde oppervlakten, en het ijzer koelt ook in het natte zand veel te snel af en wordt hard en broos. Waar het er dus om te doen is, fijne of zamengestelde voorwerpen te vervaardigen, waarbij het ijzer zijne zachtheid dient te behouden, of wanneer men groote stukken wil gieten, die welligt den gewonen zandvorm zouden verbreken, daar giet men in vormzand.
Dit laatste is een leemhoudend kwartszand, hetwelk kneedbaarder en taaijer is dan het gewone zand. Men brengt die vormen in kasten of ramen, droogt ze zeer sterk, en bestrijkt de holte met eene zwarte laag, bestaande uit leemwater en houtskoolpoeder. Groote holle voorwerpen, zooals klokken, ketels, standbeelden giet men in leem. De handelwijze, welke men hierbij volgt, is in het artikel Brons beschreven.
Het gieten in vormschalen of gegoten ijzeren vormen heeft plaats, waar eene aanmerkelijke hardheid vereischt wordt, bijv. bij het vervaardigen van pletrollen. Metalen vormen koelen het ijzer te sneller af, naar mate hunne wanden dikker zijn en veranderen het in zeer hard, broos, wit gietijzer. Zulke vormen worden vooraf bestreken met graphiet en koolteer, om ze tegen den invloed van het vloeibare ijzer te beveiligen. Wil men slechts enkele deelen van een voorwerp harden, dan legt men de metalen vormen der overige deelen in een zandvorm.
Al te groote hardheid, door snelle afkoeling veroorzaakt, kan men door tempering verzachten. Met dien naam bestempelt men 2 kunstbewerkingen, van welke de eene een mechanisch, de andere een chemisch karakter heeft. Bedekt men de voorwerpen met leem en laat men ze tusschen kolen gloeijen, of legt men ze met kwartszand of koolpoeder in luchtdigte kasten, die men tot eene zwakke rood-gloeihitte verwarmt en dan zeer langzaam laat afkoelen, dan verandert het harde witte gietijzer zonder wijziging van het koolstofgehalte, maar alleen door eene veranderde ligging der fijnste deeltjes in week, grijs gietijzer.
Andere poedervormige inhullingsmiddelen, verbonden met hevige hitte, werken oxydérend; zij ontnemen aan het gietijzer koolstof en veranderen het in eene minder harde verbinding. Men bezigt daartoe een poeder, bestaande uit houtskool, beenderenasch, hamerslag en rood ijzeroxyde, waarmede men de voorwerpen in een leemen kroes laat gloeijen. Kleine voorwerpen worden alzoo van hunne koolstof beroofd: zij zijn daarna buigzaam en men kan ze smeden, wellen, vijlen en polijsten. Zulk ijzer draagt den naam van smeed- en hamerbaar gegoten ijzer.
Vele kleine voorwerpen, die men te voren smeedde, worden thans gegoten en gestempeld, zooals sleutels, grendels, spijkers enz. Den naam van versterkt gietijzer heeft men gegeven aan een zamengesmolten mengsel van grijs gietijzer en smeedijzer. Hiertoe legt men in de vormen bij het gietgat afval van week ijzer, hetwelk door het derwaarts vloeijend gietijzer omsloten wordt, waarna men zulke stukken in den koepeloven omsmelt. Ten slotte worden de gegoten ijzeren voorwerpen gewoonlijk bedekt met eene laag graphiet en vernis, koolstof of asphaltlak om ze tegen het roesten te beveiligen.
De ijzerproductie bloeit vooral in Groot-Brittanje, omdat aldaar zoowel sphaerosideriet en bruin-ijzersteen, als steenkolen in groote hoeveelheid voorhanden zijn. Daarop volgt België, waar vooral het bruin-ijzersteen van steenkolenkalk en graauwak als erts gebezigd wordt, alsmede Frankrijk met zijne uitgestrekte boonertslagen in de oostelijke provinciën, spaat- en bruin ijzergesteenten in de Pyreneën en sphaerosideriet in de noordelijke departementen.
Rijk gezegend is ook Duitschland, waar men onuitputtelijke ijzerertslagen aantreft, zooals de uitmuntende ijzerglanssoorten, de rood- en bruin-ijzergesteenten van den Harz, de magneet- en rood-ijzersteenertsen van het Ertsgebergte, de leem-ijzergesteenten van den muschelkalk in Opper-Silezië, de spaat-ijzergesteenten van Stiermarken, vooral ook de voortreffelijke ertsen van de Rijnstreek en Westfalen. Voorts bezit Skandinavië de beroemde ijzermijnen van Dannemora; wijders is het Oeralgebergte en ook Noord-Amerika er overvloedig mede bedeeld. In Denemarken en in ons Vaderiand heeft men niets anders dan oerbeddingen. Ook Azië, vooral China en Japan, zijn ruim van ijzererts voorzien.
Het smeedijzer verkreeg men in vroegeren tijd veelal regtstreeks uit de ertsen, door deze gedeeltelijk te reducéren, waarna men op het koolstofijzer het nog aanwezige ijzeroxyde en een luchtstroom liet werken. Men bediende zich van wijde en lage smeltruimten en volgt ook thans nog in sommige streken deze handelwijze. Worden alzoo rijke en zuivere ertsen verwerkt, dan verkrijgt men eene goede uitkomst, die echter veel tijd en geld kost, weshalve men in onzen tijd bijkans overal het frisschen ingevoerd heeft.
Dit heeft ten doel, aan het gietijzer gedeeltelijk door de vrije zuurstof der lucht, gedeeltelijk door de gebonden zuurstof van geoxydeerd ijzer het grootste gedeelte der koolstof en der toevoegsels te ontnemen. Wordt gietijzer bij een overvloedigen aanvoer van lucht gesmolten, dan oxydeert zijne koolstof tot koolzuur, zijn zwavel, phosphorus en kiezel tot zwavelig zuur, phosphorzuur en kiezelzuur, terwijl een gedeelte van het ijzer in ijzeroxyduleoxyde verandert en met kiezelzuur eene zeer smeltbare verbinding vormt, de ruwslak genaamd.
Deze neemt bij voortgezette oxydatie gestadig meer ijzer op, verandert in zeer basische slakken en werkt koolstofonttrekkend op het gietijzer, dewijl hare zuurstof zich met de koolstof van het ijzer verbindt en het gereduceerde ijzer zich afscheidt. De trapsgewijze vermindering van het koolstofgehalte gaat vergezeld van eene opmerkelijke verandering in den aggregatietoestand van het ijzer. Terwijl het aanvankelijk vloeibaar was, verandert het ten slotte in eene taaije, zamenhangende massa, die men door mechanischen druk van slakken bevrijdt en door pletten en trekken tot bepaalde vormen brengt.
Niet elke soort van gietijzer is evenzeer geschikt tot het vervaardigen van smeedijzer. Het grijze gietijzer, dat bij het smelten dun-vloeibaar is, levert aan de lucht en aan de zuurstofhoudende slakken eene al te kleine oppervlakte en wordt derhalve te langzaam van zijne koolstof beroofd, terwijl bij het traag-vloeibare witte gietijzer door het wenden en keeren der massa gedurig nieuwe punten van aanraking voor de lucht en de oxydérende slakken worden opengesteld, en voorts zijne scheikundig gebondene koolstof veel sneller oxydeert dan de ingesprenkelde graphietblaadjes van het grijze gietijzer.
Men geeft derhalve algemeen de voorkeur aan het witte gietijzer, en waar dit niet voorhanden is, zoekt men het grijze gietijzer door gloeijing en snelle afkoeling en door eene spoedige omsmelting in wit gietijzer te herscheppen.
Wij hebben boven reeds gesproken van het frisschen. Frischvuren (fig. 4) of frischhaarden zijn gewoonlijke groote, bemantelde schoorsteenen met 2 blaasbalgen, die door eene opening a in den haard b uitkomen. Men vult den haard met gloeijende kolen, legt daarop eene hoeveelheid van 100 tot 150 Ned. pond gietijzer en onderhoudt door een sterken luchtstroom eene levendige verbranding. Het ijzer smelt, droppelt naar beneden, komt daarbij met de lucht van den blaastoestel in aanraking en wordt bij het vormen van slakken beroofd van koolstof. Bij het gebruik van vrij zuiver ijzer is ééne omsmelting voldoende; is het ijzer echter onzuiver, dan wordt het na de eerste omsmelting opgebroken, op nieuw in den haard gelegd en verhit totdat het genoeg koolstof verloren heeft. Dan volgt het opbreken der taaije, zamenhangende, nog met kolen bedekte massa, wolf (Luppe) genaamd. Men begiet dezen met water, zuivert hem van het aanklevend oxyduleoxyde, en brengt hem witgloeijend onder een zwaren, door stoom of water gedreven hamer, om de slakken er uit te verwijderen. Daarna verdeelt men den wolf in stukken, die bij herhaling verhit en onder een vóór- of staarthamer of ook wel door middel van cylinders in dunne staven herschapen worden.
Het frisschen op zoodanigen haard levert uitmuntend staafijzer. Men heeft er echter houtskool bij noodig, weshalve deze bewerking alleen in de boschrijke gewesten van noordelijk en oostelijk Europa in gebruik is. In Engeland, België, Frankrijk en West-Duitschland daarentegen neemt men zijne toevlugt tot het puddelen of roeren, hetwelk met steenkolen, turf enz. en tevens op grootere schaal geschieden kan.
De puddeloven, in 1787 het eerst in Engeland aangewend door Cort en Parnell, is een vlamoven en voor een hoogen warmtegraad ingerigt. De meest gebruikelijke is voorgesteld in fig. 5 en 6 in doorsnede en opstand. Hij is gebouwd van vuurvaste steenen, van buiten met ijzeren platen bekleed, en bevat in het midden den haard a, die met moeijelijk smeltbare stukken bekleed en flaauw overwelfd is. Aan de linkerzijde, door een ijzeren, met stroomend water gevulden en met gebakken steen bedekten bak, de vuurbrug b genaamd, van den haard gescheiden, vindt men de stookplaats met den rooster e, de vuurdeur d en den aschbak c.
Aan de regterzijde van de brug b leidt een hellend kanaal g de warme verbrandingsgassen in den hoogen schoorsteen h, welke, tot regeling der luchttrekking, van boven min of meer met eene klep kan gesloten worden. Nu brengt men door de opening i 200 tot 250 Ned. pond verwarmd ijzer op den haard, voegt er wat toeslag bij en bevordert eene spoedige smelting. Zoodra de massa door het verlies van koolstof brijachtig wordt, gaat men aan het omroeren (to puddle). De massa begint nu door de ontwikkeling van kooloxydegas, hetwelk met eene blaauwe vlam verbrandt, te borrelen en verstijft tot onregelmatige klompen smeedijzer, dat men bij een verhoogden warmtegraad door middel van ijzeren stangen tot ballen van 25 halve Nederlandsche ponden vereenigt.
Men laat de slakken wegsmelten, haalt de ballen uit den oven en brengt ze onder den hamer of in een pletwerk, om ze van overgebleven slakken te zuiveren en in regelmatige wolven te hervormen. Eene volkomene verwijdering der slakken verkrijgt men door het raffinéren. De wolven worden namelijk uitgerekt tot platte ijzeren staven, in stukken gesneden, de stukken tot bundels zamengevoegd, deze in een weloven, die op dergelijke wijze is ingerigt als de puddeloven, verwarmd en ten slotte geplet.
Eene herhaling dezer bewerking verhoogt de deugdzaamheid van het smeedijzer. Is dit bestemd voor wagenassen, radhoepels of stort, dan geschiedt deze herhaling tot 5-maal toe. Men heeft daarbij veel gewonnen door het gebruik van gassen. Deze zijn òf, volgens de aanwijzing van Fabre du Faur in Würtemberg, de gassen van den hoogoven, welke men in den vlamoven met verwarmde blaaslucht verbrandt, òf opzettelijk bereide gassen, verkregen door drooge destillatie van ruwe brandstoffen in den gasgenerator, welke in verbinding is gebragt met den puddeloven.
Voor zulk een gaspuddeloven kan men allerlei goedkoope brandstof gebruiken, zooals turf, bruinkolen, afval van hout en steenkolen, en hij geeft wegens de volkomene verbranding der gassen eene aanmerkelijke hitte. Het frisschen en puddelen vereischt intusschen tijd en brandstof; om die reden heeft in 1856 de uitvinding van Bessemer, een Engelschman, om vloeibaar gietijzer aanstonds in smeedijzer of staal te veranderen, groot opzien gebaard.
Bessemer laat een sterken stroom van verwarmde blaaslucht door het gesmolten gietijzer strijken, waardoor eene levendige verbranding van koolstof en ook van ijzer ontstaat. De temperatuur klimt daarbij tot de hoogste witgloeihitte, en de van koolstof beroofde massa blijft in gesmolten toestand achter als smeedijzer of staal. Daar deze handelwijze inzonderheid toegepast wordt tot het vervaardigen van staal, komen wij later in het artikel Staal daarop terug.
Het smeedijzer onderscheidt zich van het gietijzer door vele merkwaardige eigenschappen. Vooreerst door zijn bouw; de kristallijne breuk van het gietijzer is bij het smeedijzer door eene hoekig-korrelige vervangen. Bij het hameren en pletten worden de kristalkorrels band- of draadvormig en slingeren zich op velerlei wijze dooreen, zoodat zij een peesachtig weefsel vormen en de breuk hakig wordt. Vandaar dan ook de veerkracht en de taaiheid van het smeedijzer. Ook heeft smeedijzer uitwendig eene lichte kleur en weinig glans, of eene donkergrijze kleur en veel glans. Intusschen kunnen ook in smeedijzer hevige schokken de ligging der deeltjes (moleculen) veranderen en de kracht van zamenhang verminderen, ’t geen in stoomwerktuigen wel eens het breken van stangen enz. veroorzaakt. Terwijl voorts gietijzer zoo broos is, dat het onder den hamer vanéén springt, bezit smeedijzer een hoogen graad van smeed- en rekbaarheid, zoodat men het reeds bij den gewonen warmtegraad des dampkrings en vooral bij roodgloeihitte buigen en uitrekken kan. In hevige witgloeihitte wordt het week en kneedbaar en kan men het wellen, dat is door hameren of pletten met andere witgloeijende stukken ijzer tot een gelijkmatig geheel verbinden.
Ieder smid maakt dagelijks gebruik van deze eigenschap. Hierbij echter dient men de lucht af te sluiten door eene bedekking van zand, kolen of slakken. Verhit men ijzer in de lucht, dan wordt het bedekt met eene donkergrijze korst van ijzeroxyduleoxyde, hamerslag genaamd, die bij het smeden in vonken wegspat. Bij witgloeihitte, vooral in zuivere zuurstof of in een stroom van blaaslucht, verbrandt het ijzer met levendige vonken en een klein gedeelte gaat zelfs over in gasvormigen toestand. Een volkomen smelten van het smeedijzer heeft bij de gewone hitte geen plaats. In vochtige lucht bedekt het ijzer zich met eene geel-bruine korst van hydroxyde, roest genaamd. Men kan dit verhinderen door het ijzer te bestrijken met eene lucht- en waterdigte verf, of door het te bekleeden met zink of lei. Kleine voorwerpen beveiligt men het best tegen roesten door ze in te pakken in poeder van houtskool.
Gemelde natuurkundige eigenschappen van goed smeedijzer zijn afhankelijk van de scheikundige zamenstelling en van de gelijkvormigheid der massa. Bruikbaar smeedijzer bevat 0,2 tot 0,5% koolstof, alsmede kleine hoeveelheden zwavel, phosphorus, silicium, mangaan, arsenicum en koper, somtijds ook nog sporen van calcium, magnesium, aluminium en kalium. Geringe afwijkingen van de normale zamenstelling kunnen het smeedijzer veel slechter maken. Is het koolstofgehalte door herhaalde verwarming nagenoeg geheel verdwenen, dan wordt het ijzer week. Eene kleine hoeveelheid, bijv. 0,01% zwavel is oorzaak, dat het bij roodgloeihitte onder den hamer vanéén springt, terwijl broosheid in kouden toestand door arsenicum en phosphorus, en gebrek aan taaiheid door silicium en calcium ontstaat. Zijn bij het bereiden van smeedijzer sommige gedeelten op eene gebrekkige wijze van koolstof beroofd, dan ontwaart men daarin de eigenschappen van het gietijzer, is de wolf op eene onvolkomene wijze uitgesmeed, dan zijn de slakken er niet uit verwijderd en men heeft ijzer met scheuren en holten.
Het smeedijzer komt in den handel voor als staafijzer, blik (stort) of ijzerdraad. Het eerste wordt gewoonlijk tusschen cylinders vervaardigd. De cylinders zijn voorzien van ringvormige groeven, welke aan de doorsnede van het staafijzer eene bepaalde gedaante geven. Daarnaar onderscheidt men rond, plat, vierkant of façonijzer. Tot dit laatste behoort het spoorijzer.
Stort of blik wordt geslagen of geplet. Geslagen stort is echter ongelijkmatig van dikte en niet volkomen vlak, weshalve men de voorkeur geeft aan het pletten. Hiertoe snijdt men breede ijzeren staven door middel eener stoomschaar in stukken, maakt ze roodgloeijend en brengt ze in de pletmachine. Na elken doorgang worden zij in een vlamoven weder roodgloeijend gemaakt en het hamerslag er afgeklopt. Zij worden daarna gefatsoeneerd, nogmaals gloeijend gemaakt en langzaam afgekoeld en komen daarna als zwart blik of bladijzer of, met tin bedekt, als wit blik in den handel. Daaraan geeft men voorts door zuur zemelwater en verdund zwavelzuur eene blanke oppervlakte, dompelt ze in gesmolten talk om de oxydatie te verhinderen, laat het overtollige tin wegloopen en zuivert ze eindelijk met zemelen. Om ijzerdraad te maken, gebruikt men taai smeedijzer, hetwelk men tusschen gegroefde cylinders laat doorgaan.
IJzer vormt met zuurstof 3 verbindingen, namelijk ijzeroxydule (Fe O), ijzeroxyde (Fe 02), en ijzerzuur (Fe 04 H2). Het eerste is naauwelijks bekend, want wegens zijne groote neiging tot oxydatie is het nog niet gelukt een zuiver oxydule te verkrijgen. Men bekomt het hydroxyde als een wit poeder, wanneer men een oxydulezout met bijtende alkaliën neêrslaat; het gaat echter door het opnemen van zuurstof aanstonds over in een groen oxydulehydroxyde en eindelijk in een bruin hydroxyde. De zouten, die aan het oxydule beantwoorden, ontstaan bij behandeling van metallisch ijzer met verdunde zuren; van het zuur ontwijkt de waterstof, en de rest vereenigt zich met het ijzer. IJzeroxyde komt in verschillende vormen (als ijzerertsen) voor in de natuur. Ook kan men het bereiden als een roodbruin poeder, door het gloeijen van ijzerhydroxyde, van zwavelzuur of salpeterzuur ijzer. In deze gedaante is het geruimen tijd onder den naam van crocus martis adstringens als geneesmiddel gebruikt, terwijl men het ook onder den naam van doodekop (caput mortuum) of Engelsch rood tot onderscheidene doeleinden bezigt.
IJzerhydroxyde, in de natuur als bruin-ijzersteen en göthiet voorkomend, ontstaat als een bruin poeder, wanneer men een ijzeroxydezout neêrslaat met bijtende alkaliën, en wordt onder den naam van crocus martis aperativus ten onregte Ferrum carbonicum geheeten als tegengif bij arsenik-vergiftiging voorgeschreven. Eene verbinding van beide oxydatietrappen , Fe O + Fe2 03, vormt den magneetijzersteen, die in zamenstel overeenkomt met hamerslag en met de zwarte korst, waarmede gloeijend ijzer zich in waterdamp bedekt. Het Aethiops martialis der apotheek, door het gloeijen van ijzeroxyde met olie verkregen, is een mengsel van ijzeroxydule met ijzeroxyde en kool. lJzerzuur ontstaat door behandeling van ijzeroxyde met sterke oxydatiemiddelen en is alleen bekend als kaliumzout; het heeft alsdan eene donkerroode kleur en laat zich gemakkelijk ontleden.
De zoutvormers chloor, bromium, iodium, fluorium en cyan leveren met ijzer 2 reeksen van zouten, die in zamenstel en reactie met het oxydule en oxyde overeenkomen. IJzerchlorure (FeCl) en ijzerchloride (Fe2Cl3) zijn belangrijke geneesmiddelen; vooral eene oplossing van laatstgenoemde in water is vermaard als bloedstelpend middel. Het is in den handel in den vorm van een bal en onder den naam van Boule du docteur Mars. Eene oplossing daarvan in aetherhoudenden wijngeest vormt het te voren hooggeroemde tinctuur van Bestuschew. IJzerchlorure ontstaat door ijzer op te lossen in zoutzuur en de oplossing te verdampen totdat er eene lichtgroene massa achterblijft. Men verkrijgt ijzerchloride in vasten vorm door het verbranden van chloorgas, en als bruine oplossing door ijzeroxyde met zoutzuur te behandelen. Zie voorts onder Berlijnsch blaauw en Bloedloogzout.
Zwavel vormt met ijzer 2 verbindingen, die met de oxydatietrappen overeenkomen, namelijk FeS en Fe2S3. Beide verkrijgt men door de overeenkomstige zuurstof- of haloïdezouten met zwavelalkaliën te doen neerslaan. Deze neêrslag is waterhoudend en zwartgroen. FeS bekomt men ook door ijzer met zwavel te gloeijen als eene vuil-geelbruine, kristallijne, metaalglanzige massa, die met verdund zwavel- of zoutzuur zwavelwaterstof ontwikkelt en om die reden in de laboratoria veel gebruikt wordt. Eene vereeniging van beide zwavelverbindingen, Fe7S8 of 5 FeS + Fe2S3 is het magneetkies, dat in bruingele, hexagonale kristallen voorkomt. Dubbel zwavelijzer Fe S2 vormt in zijne beide gedaanten, als regelmatig zwavelkies en als rhombisch straalkies, 2 zeer belangrijke mineralen.
De zuurstofzouten van het ijzer vormen 2 afzonderlijke reeksen. De zouten van het zeer basische ijzeroxydule zijn in den watervrijen toestand meestal wit, en in den waterhoudenden groen. Reeds als vaste ligchamen, maar nog meer in opgelosten staat nemen zij de zuurstof der lucht tot zich en gaan over in geel gekleurde basische oxydezouten. De oplosbare hebben een scherpen, inktachtigen smaak. Het veel minder basische ijzeroxyde vormt gaarne basische, onoplosbare zouten.
De normale verbindingen zijn in watervrijen toestand wit, in waterhoudenden geel, bruin of rood, en kristalliséren niet gemakkelijk. Hare oplossingen reagéren zeer zuur en hebben een scherpen metaalsmaak. Onder de ijzerzouten bekleed het ijzervitriool, zwavelzuur ijzeroxydule, wegens zijne nuttigheid voor de verwerij, eene eerste plaats. Voorts vermelden wij, als met ijzer zamengestelde bijtmiddelen: het ijzeraluin, eene kleurlooze of lichtpaarse verbinding van zwavelzuur ijzeroxyde met zwavelzuur kali of zwavelzure ammonia, in kristalvorm en zamenstelling met gewoon aluin overeenstemmend, - en azijnzuur ijzeroxydule, welke men verkrijgt door ijzer in houtazijn te dompelen of door eene wederkeerige ontleding van ijzervitriool met loodsuiker.
Ijzer behoort tot de belangrijkste geneesmiddelen. Het bevordert de bloedvorming en doet alzoo bij bleekzucht of bloedarmoede uitstekende diensten. Het bloed ontvangt van het ijzer donkerder kleur, wordt rijker aan bloedligchaampjes, en erlangt alzoo meer geschiktheid tot voeding des ligchaams. Men gebruikt het ijzer in kleine hoeveelheden, en eerst na lang gebruik bespeurt men daarvan de gunstige werking. Intusschen werkt het ijzer wel eens zeer nadeelig op de spijsvertéring, weshalve men bij de keuze der ijzerpraeparaten voorzigtig dient te wezen. Voorts gebruikt men het bij hart-, milt- en leverziekten, bij aandoening der zenuwen, hysterie, vallende ziekte, klierziekte enz. Daarenboven heeft het ijzer een zamentrekkend vermogen, weshalve het ook bij buikloop, cholera en uitwendige bloeding gebezigd wordt. Tot de belangrijkste ijzerpraeparaten behooren fijn ijzervijlsel (Ferrum pulveratum), ijzerhydroxyde (Ferrum oxydatum fuscum), rood ijzeroxyde, in de gedaante van bloedsteen ook als mineraal voorkomend, azijnzuur ijzer (Liquor ferri acetici), appelzuur, melkzuur en phosphorzuur ijzer, eene oplossing van zoutzuur ijzeroxyde in aether en wijngeest, ijzersalmiak, iodijzer enz.
Tot hetzelfde oogmerk gebruikt men ook ijzerhoudende minerale wateren, staalbronnen genaamd, wanneer het ijzer er in aanwezig is als koolzuur ijzeroxydule met een overschot van koolzuur. Zij zijn min of meer inktachtig van smaak, maar toch minder onaangenaam dan de zwavel wateren, die veelal zwavelwaterstof bevatten. De voornaamste staalbronnen zijn te Pyrmont, Driburg, Langenschwalbach, Brückenau, Eger-Franzensbad, Liebwerda, Kissingen, Rohitsch, Marienbad en Cannstadt. Ook kan men ijzerhoudend water kunstmatig bereiden. Men verkrijgt een zeer zacht en licht verteerbaar ijzerpraeparaat, wanneer men bij kokende melk een weinig ijzervitriool voegt. Hierdoor stremt de melk, en deze vormt de staalmelk, die des ochtends bij nuchtere maag gedronken wordt. Versch ijzerhydroxyde eindelijk is het beste middel bij arsenikvergiftiging.
