ทรายเหล็ก

 ทรายเหล็ก

บทความ

พูดคุย

ภาษา

ดาวน์โหลดเป็น PDF

เฝ้าดู

แก้ไข

ทรายเหล็ก (Ironsand) หรือที่รู้จักกันในชื่อ ทรายเหล็ก (iron-sand หรือ iron sand) เป็นทรายชนิดหนึ่งที่มีความเข้มข้นของธาตุเหล็กสูง โดยทั่วไปมีสีเทาเข้มหรือออกดำ

ภาพ: ทรายเหล็กจากฟีนิกซ์ รัฐแอริโซนา ถูกดึงดูดด้วยแม่เหล็ก

ส่วนประกอบหลักคือ แมกนีไทต์ (Fe3O4) และยังมีไทเทเนียม ซิลิกา แมงกานีส แคลเซียม และวาเนเดียมในปริมาณเล็กน้อย[1]

ทรายเหล็กมีแนวโน้มที่จะร้อนขึ้นเมื่อถูกแสงแดดโดยตรง จนทำให้มีอุณหภูมิสูงพอที่จะทำให้เกิดแผลไหม้เล็กน้อยได้ ดังนั้นจึงเป็นอันตรายต่อชายหาดเล่นเซิร์ฟยอดนิยมฝั่งตะวันตกในนิวซีแลนด์ เช่น หาดพิฮา[2]

การเกิด

ทรายเหล็กพบได้ทั่วโลก แม้ว่าองค์ประกอบแร่เหล็กในทรายเหล็กส่วนใหญ่จะเป็นแมกนีไทต์ แต่ทรายชนิดนี้มักจะผสมกับทรายชนิดอื่นที่ถูกน้ำพัดพามาจากภูเขาหรือแหล่งแร่ใต้น้ำ[3] องค์ประกอบที่แน่นอนของส่วนผสมทรายอาจแตกต่างกันอย่างมากแม้ในภูมิภาคทางภูมิศาสตร์เดียวกัน ในบางพื้นที่ทรายอาจมีควอตซ์เป็นส่วนใหญ่ ในขณะที่บางพื้นที่ทรายอาจประกอบด้วยหินภูเขาไฟ เช่น หินบะซอลต์ เป็นหลัก ขึ้นอยู่กับชนิดของแร่ธาตุตามเส้นทางน้ำที่ไหลผ่าน ทรายเหล็กมักจะถูกพัดพามาระหว่างทางจากชั้นแร่ สายแร่ หรือก้อนแร่แมกนีไทต์ที่แทรกอยู่ ซึ่งอาจมีต้นกำเนิดอยู่ห่างไกลจากแหล่งสะสมของทราย และถูกน้ำพัดพาไปตามกระแสน้ำพร้อมกับทรายอื่นๆ[4] เนื่องจากมีน้ำหนักมากกว่าทรายชนิดอื่น มันจึงมักถูกทับถมในบริเวณที่น้ำมีการเปลี่ยนแปลงทิศทางหรือความเร็วอย่างฉับพลัน เช่น บริเวณปากแม่น้ำที่กว้างขึ้น หรือบริเวณที่คลื่นซัดเข้าหาฝั่งและไหลกลับ[5]

ทรายเหล็กจะผสมอยู่กับทรายอื่นๆ ในลักษณะเม็ดเล็กๆ สีดำหรือน้ำเงินเข้มของแมกนีไทต์ ทรายที่ใช้ในการทำเหมืองมักมีปริมาณแมกนีไทต์ตั้งแต่ 19% ไปจนถึงต่ำเพียง 2% โดยทั่วไปแล้วทรายเหล็กจะต้องถูกแยกออกจากส่วนผสมของทราย เนื่องจากแมกนีไทต์มักหนักกว่าควอตซ์ เฟลด์สปาร์ หรือแร่ธาตุอื่นๆ การแยกจึงมักทำโดยการร่อนในบ่อร่อนแร่ (Sluice box) ซึ่งเป็นวิธีการคล้ายกับการร่อนทองแต่ทำในขนาดที่ใหญ่กว่า การแยกด้วยบ่อร่อนแร่โดยทั่วไปจะได้ความเข้มข้นของแมกนีไทต์ตั้งแต่ 30 ถึง 50% ขึ้นอยู่กับชนิดของทรายและวิธีการที่ใช้ ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ได้มีการพัฒนากระบวนการแยกด้วยแม่เหล็กซึ่งสามารถผลิตหัวแร่ที่มีความเข้มข้นสูงถึง 70%[6] เมื่อผ่านการแต่งแร่แล้ว เม็ดแมกนีไทต์ก็สามารถถูกถลุงเป็นเหล็กในรูปแบบต่างๆ ได้ อย่างไรก็ตาม ลักษณะที่ร่วนและเป็นเม็ดของแร่ทำให้ยากต่อการเก็บกักไว้ในเตาถลุงแบบโบราณหรือเตาถลุงเหล็ก (Blast furnace) ทั่วไป เนื่องจากมันมีแนวโน้มที่จะไหลแบบเม็ดกรวด (เลียนแบบของเหลวในปริมาณมาก) และถูกพัดพาได้ง่ายด้วยแรงลมจากเครื่องสูบลม จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะแปรรูปโดยใช้วิธีการผลิตเหล็กหรือเหล็กกล้าแบบทั่วไป ดังนั้นจึงมีการพัฒนาวิธีการถลุงแร่แบบใหม่ขึ้นมา อย่างไรก็ตาม เม็ดแมกนีไทต์มักมีธาตุโลหะอื่นเจือปนอยู่ เช่น โครเมียม สารหนู หรือไทเทเนียม[7] เนื่องจากลักษณะของทราย การทำเหมืองจึงมักไม่หยุดนิ่งอยู่กับที่ แต่จะย้ายสถานที่ไปเรื่อยๆ[6]

เอเชีย

ในอดีต ทรายเหล็กถูกใช้อย่างแพร่หลายในวัฒนธรรมเอเชียตะวันออก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในจีนและญี่ปุ่น

จีน

ทรายเหล็กมีการใช้ในระดับปานกลางและเฉพาะท้องถิ่นในจีนช่วงปลายการปฏิวัติอุตสาหกรรม แต่นับเป็นสินค้าที่ไม่ค่อยมีความสำคัญนักตลอดประวัติศาสตร์อันยาวนานของอุตสาหกรรมเหล็กของจีน ซึ่งแตกต่างจากส่วนอื่นๆ ของยูเรเซียและแอฟริกา หลักฐานทางโบราณคดีที่บ่งชี้ว่ามีการใช้เตาถลุงเหล็กแบบโบราณ (Bloomery) ในจีนโบราณนั้นมีน้อยมาก[8] ชนบทของจีนอุดมไปด้วยแหล่งแร่ที่มีทั้งถ่านหิน ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงที่เผาไหม้ให้อุณหภูมิสูง และแร่เหล็กที่มีปริมาณฟอสฟอรัสสูง ประมาณ 1200 ปีก่อนคริสตศักราช ชาวจีนได้พัฒนาวิธีการถลุงแร่ที่เป็นหินให้กลายเป็นเหล็กดิบ (Pig iron) จากนั้นจึงนำมาหลอมใหม่และเทลงในแม่พิมพ์เพื่อขึ้นรูปเป็นเหล็กหล่อ (Cast iron) แม้ว่าโลหะที่ได้จะเปราะมาก แต่วิธีนี้สามารถผลิตเหล็กได้ในปริมาณที่มากกว่าการถลุงแบบเตาโบราณ (Bloomery) และให้ผลผลิตโลหะต่อแร่ที่สูงกว่ามาก เมื่อถึงศตวรรษที่ 1 ก่อนคริสตศักราช อุตสาหกรรมเหล็กของจีนก็ใหญ่และก้าวหน้าที่สุดในโลก เมื่อถึงคริสตศตวรรษที่ 1 พวกเขาได้พัฒนาวิธีการเผา (Puddling) สำหรับการผลิตเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ (Mild steel) การผลิตเหล็กกล้าเบ้าหลอม (Crucible steel) สำหรับทำดาบและอาวุธอื่นๆ และกระบวนการทางเคมีในการลดคาร์บอนในเหล็กดิบเหลวอย่างรวดเร็วเพื่อทำเหล็กเหนียว (Wrought iron) โดยใช้คุณสมบัติออกซิเดชันของดินประสิว (เรียกว่ากระบวนการ Heaton ซึ่งถูกค้นพบโดยอิสระโดยจอห์น ฮีตัน ในช่วงทศวรรษ 1860)[9] จีนยังคงเป็นผู้ผลิตเหล็กรายใหญ่ที่สุดของโลกจนถึงศตวรรษที่ 11 โดยผลิตเหล็กและเหล็กกล้าที่มีราคาค่อนข้างย่อมเยาได้ในปริมาณมาก[10][11]

โดนัลด์ บี แวกเนอร์ ผู้เชี่ยวชาญด้านโลหะวิทยาจีนโบราณ ตั้งข้อสังเกตว่าความพยายามที่จะสืบค้นประวัติของทรายเหล็กในจีนนั้นจบลงด้วยผลลัพธ์ที่สรุปแน่ชัดไม่ได้ หลักฐานชิ้นหนึ่งอาจบ่งชี้ถึงการใช้งานตั้งแต่สมัยราชวงศ์ถัง (ประมาณ ค.ศ. 700-900) ในขณะที่หลักฐานอื่นๆ ดูเหมือนจะขัดแย้งกับการตีความนี้[6] เนื่องจากสงคราม การรุกราน ความอดอยาก ความไม่ไว้วางใจรัฐบาล ประชากรล้นเกิน การแพร่ระบาดของฝิ่นที่เพิ่มขึ้น และความขัดแย้งระหว่างสมาคมลับของคนงานเหมืองต่างๆ ทำให้มีข้อมูลเกี่ยวกับอุตสาหกรรมนี้น้อยมากระหว่างศตวรรษที่ 11 และศตวรรษที่ 19 เมื่อนักขุดแร่ชาวยุโรปชื่อ เฟลิกซ์ เทเกนเกรน เดินทางมาถึงและพบว่าอุตสาหกรรมของจีนอยู่ในสภาพทรุดโทรม เทเกนเกรนบันทึกว่าทรายเหล็กถูกขุดโดยใช้บ่อร่อนแร่ในมณฑลเหอหนานและฝูเจี้ยนโดยเกษตรกรท้องถิ่น และถูกถลุงบนเตาถ่านเพื่อทำเครื่องมือ แต่มันต้องใช้แรงงานมาก ซึ่งทำให้มันมีราคาแพงมาก มันถูกถลุงเฉพาะในที่ที่มีไม้เพียงพอสำหรับเป็นเชื้อเพลิงและไม่สามารถหาเหล็กกล้าที่ถูกกว่าได้ง่าย ดังนั้นวัสดุนี้จึงถือว่าไม่มีความสำคัญทางเศรษฐกิจในจีน[7][12] อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการทำเหมืองเป็นงานกลางแจ้งที่ปลอดภัย มันจึงถูกปฏิบัติโดยเกษตรกรท้องถิ่นเพื่อเสริมรายได้ทุกที่ที่มีแร่; ในศตวรรษที่ 19 ทรายที่ผ่านการร่อนแล้วหนัก 1,000 ปอนด์ (450 กก.) โดยทั่วไปขายได้ในราคาเทียบเท่า 50 ถึง 60 ดอลลาร์สหรัฐ (ตามอัตราแลกเปลี่ยนปี 2016 ประมาณ 900–1000 ดอลลาร์ หรือ 700–800 ยูโร)[5]

อย่างไรก็ตาม ในยุคปัจจุบัน ทรายเหล็กถูกขุดแบบเหมืองแร่ลานแร่ (Placer mine) ตามแนวชายฝั่งตะวันออกเฉียงใต้ของจีนและใช้สำหรับการถลุงเหล็กกล้า[12][5] องค์ประกอบโดยทั่วไปของทรายเหล็กนี้คือ เหล็กในรูปโลหะ 48.88% ซิลิกา 25.84% ฟอสฟอรัส 0.232% และกำมะถัน 0.052%[6]

อินโดนีเซีย

ในอินโดนีเซีย ทรายเหล็กพบได้มากบนชายฝั่งทางใต้ของเกาะชวา

ญี่ปุ่น

การทำเหมืองขนาดใหญ่ไม่ได้เกิดขึ้นในญี่ปุ่นจนกระทั่งศตวรรษที่ 7 หรือ 8 ก่อนหน้านั้นโลหะมักถูกนำเข้าสู่ญี่ปุ่นจากจีนและเกาหลี[13] เชื่อกันว่าแหล่งแร่เหล็กมีน้อยในญี่ปุ่น ดังนั้นประมาณศตวรรษที่ 8 เทคโนโลยีการผลิตเหล็กจึงพัฒนาขึ้นโดยใช้ทรายเหล็ก (ซาเท็ตสึ) เป็นวัตถุดิบ เนื่องจากลักษณะที่ร่วนของทราย มันยากที่จะถลุงในเตาถลุงแบบโบราณ (Bloomery) ปกติ หรือใช้ในเตาถลุงเหล็ก (Blast furnace) เพื่อผลิตเหล็กดิบ (Pig iron) ดังนั้นชาวญี่ปุ่นจึงพัฒนาเตาถลุงแบบเปิดด้านบนที่เรียกว่า ทาทารา (Tatara) ทาทาราถูกสร้างขึ้นให้มีรูปร่างเตี้ยคล้ายอ่าง ซึ่งคล้ายกับเตาถลุงเหล็กแนวนอน ที่สามารถเททรายเหล็กลงไปและเก็บกักไว้ได้ และถลุงเป็นขั้นตอน แตกต่างจากวิธีอื่นๆ ถ่านถูกกองทับบนทรายและถลุงจากด้านบน เพื่อป้องกันไม่ให้ทรายถูกลมจากเครื่องสูบลมพัดกระจัดกระจาย แทนที่จะใช้อิฐหรือหิน ทาทาราทำจากดินเหนียวเพื่อที่จะสามารถทุบให้แตกออกเพื่อนำก้อนโลหะ (Bloom) ออกมาได้ วิธีนี้ทำให้สามารถถลุงแร่ในปริมาณที่มากกว่าเตาถลุงแบบโบราณชนิดอื่นๆ ได้มาก

ทรายเหล็กในญี่ปุ่นมีสองรูปแบบ ทรายเหล็กแบบ มาซะ (Masa) พบปนอยู่กับทรายควอตซ์ที่ถูกน้ำพัดพาลงมาจากภูเขาหินแกรนิต แมกนีไทต์ในทรายนี้มีสิ่งเจือปนหรือออกไซด์ของโลหะอื่นน้อย ทรายเหล็กมาซะใช้สำหรับการผลิตเหล็กเหนียวและเหล็กกล้า ซึ่งใช้ในทุกสิ่งตั้งแต่เครื่องมือจนถึงเครื่องครัว ทรายเหล็กถูกใช้อย่างกว้างขวางในญี่ปุ่นสำหรับการผลิตเหล็ก โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับดาบญี่ปุ่นแบบดั้งเดิม[14] ทรายเหล็กแบบ อะโคเมะ (Akome) พบปนอยู่กับทรายที่เกิดจากหินอัคนีชนิดไดโอไรต์ แมกนีไทต์ในทรายนี้มักมีไทเทเนียมไดออกไซด์มากกว่า 5% ซึ่งช่วยลดอุณหภูมิในการถลุง ทรายเหล็กอะโคเมะถูกใช้ในเตาทาทาราเพื่อผลิตเหล็กดิบ ซึ่งจากนั้นจะนำไปใช้ทำสิ่งของจากเหล็กหล่อ (นาเบะงาเนะ) ในการผลิตเหล็กกล้า อะโคเมะจะถูกเติมลงในทาทาราระหว่างขั้นตอนแรกของการถลุง โดยทำหน้าที่เป็นตัวประสานและตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการผลิตเหล็กกล้า จากนั้นจึงเททรายเหล็กมาซะลงไปในขั้นตอนต่อไป[15][8] เมื่อถลุงเพื่อผลิตเหล็กดิบ ทราย 1,000 ปอนด์ (450 กก.) หรือ 120 คัมเมะ โดยทั่วไปจะให้ผลผลิตเป็นเหล็กดิบประมาณ 200 ปอนด์ (91 กก.) เหล็กกล้า 20 ปอนด์ (9.1 กก.) และตะกรัน 70 ปอนด์ (32 กก.) เมื่อถลุงเพื่อผลิตเหล็กกล้า ทราย 1,000 ปอนด์ (450 กก.) จะให้ผลผลิตเป็นเหล็กกล้าประมาณ 100 ปอนด์ (45 กก.) ตะกรัน 100 ปอนด์ (45 กก.) และเหล็กดิบ 90 ปอนด์ (41 กก.) ตะกรันและเหล็กดิบที่ไม่เหมาะสำหรับการใช้งานจะถูกนำมาหลอมรวมกันเพื่อขึ้นรูปเป็นเหล็กเหนียว ซึ่งส่วนผสม 1,000 ปอนด์ (450 กก.) จะผลิตเหล็กได้ประมาณ 500 ปอนด์ (230 กก.)[16]

ยุโรป

ทรายเหล็กพบได้ในหลายพื้นที่ในยุโรป แม้ว่าจะไม่ค่อยถูกนำมาใช้ในการถลุง มันมักพบร่วมกับทรายภูเขาไฟหรือหินบะซอลต์ ตัวอย่างเช่น พบในเตเนรีเฟ ประเทศสเปน ซึ่งเม็ดแมกนีไทต์มีปริมาณไทเทเนียมและสิ่งเจือปนอื่นๆ สูงมาก องค์ประกอบโดยทั่วไปคือ เหล็กออกไซด์ 79.2% ไทเทเนียมไดออกไซด์ 14.6% แมงกานีสออกไซด์ 1.6% ซิลิกาและอะลูมิเนียมออกไซด์ 0.8% และโครเมียมปริมาณเล็กน้อย นอกจากนี้ยังสามารถพบได้ในแม่น้ำดี ในอเบอร์ดีนเชียร์ สกอตแลนด์ ซึ่งมีเหล็กออกไซด์ 85.3% ไทเทเนียมไดออกไซด์ 9.5% สารหนู 1.0% และซิลิกาและอะลูมิเนียมออกไซด์ 1.5%[17]

นิวซีแลนด์

ภาพ: หาดเทเฮงกา / เบเทลส์บีช เป็นชายหาดทรายเหล็กที่ตั้งอยู่ใกล้กับเมืองออกแลนด์ ประเทศนิวซีแลนด์

ทรายเหล็กเกิดขึ้นอย่างกว้างขวางบนชายฝั่งตะวันตกของเกาะเหนือของนิวซีแลนด์[18] ทรายนี้เป็นส่วนประกอบสำคัญของหาดทรายสีดำบนเกาะเหนือ เช่นเดียวกับพื้นทะเลโดยรอบ แมกนีไทต์ในทรายมีปริมาณไทเทเนียมค่อนข้างมาก และบางครั้งถูกเรียกว่า ไททาโนแมกนีไทต์ (Titanomagnetite) มันเกิดจากการปะทุของภูเขาไฟที่เกิดขึ้นในยุคไพลสโตซีน และเกิดขึ้นเนื่องจากการกัดเซาะของมหาสมุทรต่อหินภูเขาไฟซึ่งถูกคลื่นซัดเข้าหาฝั่งเพื่อก่อตัวเป็นเนินทรายของหาดทรายสีดำ แมกนีไทต์ผสมอยู่กับทรายที่เกิดจากหินแอนดีไซต์และไรโอไลต์[19] ส่วนผสมของทรายโดยทั่วไปมีแมกนีไทต์อยู่ 5 ถึง 40%[20]

นิวซีแลนด์มีแหล่งแร่เหล็กจำกัด แต่แหล่งทรายเหล็กนั้นมีขนาดใหญ่มาก มันถูกใช้โดยผู้ตั้งถิ่นฐานยุคแรกบางส่วนเพื่อผลิตเหล็กกล้าและเหล็กดิบ แต่วัสดุดังกล่าวไม่สามารถถลุงในเตาถลุงแบบโบราณหรือเตาถลุงเหล็กทั่วไปได้[21] บริษัทถลุงแร่สองสามแห่งก่อตั้งขึ้นในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 และต้นศตวรรษที่ 20 แต่ไม่สามารถแปรรูปแร่ได้อย่างประสบความสำเร็จทางเศรษฐกิจ เนื่องจากลักษณะที่เป็นทรายและมีปริมาณไทเทเนียมสูง ซึ่งมีแนวโน้มที่จะก่อตัวเป็นคาร์ไบด์ที่แข็งและเปราะในเหล็กกล้า ในปี 1939 มีการตั้งคณะกรรมการขึ้นเพื่อศึกษาคุณสมบัติของแร่และคิดค้นวิธีการถลุงในระดับอุตสาหกรรม คณะกรรมการสรุปว่า การเผาผนึก (Sintering) ทรายให้เป็นก้อนหรือเม็ดขนาดใหญ่ขึ้น จะช่วยขจัดปัญหาในการถลุงทรายในเตาถลุงเหล็กได้[22] อย่างไรก็ตาม ในเวลานั้นสงครามโลกครั้งที่สองได้เริ่มต้นขึ้น ดังนั้นการพัฒนาเพิ่มเติมจึงถูกระงับและไม่ได้ดำเนินการต่อจนกระทั่งช่วงปลายทศวรรษ 1960 โดยผลิตเหล็กกล้าออกมาเป็นครั้งแรกในปี 1969[23]

ทรายเหล็กถูกขุดแบบเหมืองลานแร่จากไวคาโตนอร์ทเฮด นิวซีแลนด์สตีลใช้ 1.2 ล้านตันในการสร้างเหล็กกล้า ในกระบวนการผลิตที่เป็นเอกลักษณ์ การทำเหมืองที่ทาโฮราผลิตได้มากถึง 4 ล้านตันเพื่อการส่งออก เหมืองก่อนหน้านี้มีอยู่ที่ไวปิปีในเซาท์ทารานากิ ข้อเสนอของบริษัทไอรอนออร์เอ็นแซด จำกัด สำหรับการทำเหมืองทรายเหล็กนอกชายฝั่งทารานากิเพิ่มเติม เผชิญกับการต่อต้านจากชาวเมารีบางส่วนและกลุ่มอื่นๆ ในปี 2005 หลังจากข้อพิพาทเรื่องที่ดินชายฝั่งและพื้นทะเลของนิวซีแลนด์[24] ทรายเหล็กจำนวนมากถูกส่งออกไปยังจีนและญี่ปุ่น แต่ในปี 2011 โรงงานผลิตแห่งเดียวของนิวซีแลนด์ผลิตเหล็กกล้าและเหล็กได้ 650,000 เมตริกตันต่อปี[19] นิวซีแลนด์เป็นประเทศเดียวที่ใช้ทรายเหล็กสำหรับการถลุงในระดับอุตสาหกรรม[25] องค์ประกอบโดยทั่วไปของแมกนีไทต์คือ เหล็กออกไซด์ 82% ไทเทเนียมไดออกไซด์ 8% และซิลิกา 8%; กำมะถัน 0.015% และฟอสฟอรัส 0.015% ในความเข้มข้นของแมกนีไทต์ 100% นี้มีศักยภาพสูงสุดที่จะให้ผลผลิตเหล็กในรูปโลหะประมาณ 58% แม้ว่าไทเทเนียมจะไม่สามารถสกัดกลับคืนมาได้ด้วยเทคนิคสมัยใหม่[26]

สหรัฐอเมริกา

ทรายเหล็กพบได้อย่างกว้างขวางทั่วสหรัฐฯ โดยเฉพาะในพื้นที่นิวยอร์ก แคลิฟอร์เนียตอนใต้ นิวอิงแลนด์ และเกรตเลกส์ ซึ่งมักจะผสมกับทรายเฟลด์สปาร์และบางครั้งมีเม็ดการ์เนตสีสว่าง แมกนีไทต์จากพื้นที่เหล่านี้มักมีโครเมียมและไทเทเนียมในปริมาณสูง[4] ในศตวรรษที่ 19 ทรายเหล็กบางครั้งถูกใช้เป็นทรายซับสำหรับงานคอนกรีตและงานก่ออิฐ หรือที่หายากกว่านั้นคือเป็นวัตถุดิบสำหรับการผลิตเหล็กกล้า ช่างตีเหล็กคนหนึ่งในคอนเนตทิคัตใช้มันเพื่อทำเหล็กเส้น (Bar stock)[27]

ประวัติศาสตร์

ตามรายการออนไลน์ของ OED สำหรับคำว่า sand-iron เจไดไดอาห์ มอร์ส (1761–1826) ซึ่งเขียนใน The American universal geography (ฉบับใหม่, 1796 (2 เล่ม)) ระบุว่า จาเร็ด อีเลียต (1685-1763) ได้ประดิษฐ์ sand-iron หรือการผลิตเหล็กจากทรายสีดำ ขึ้นในปี 1761[28] อย่างไรก็ตาม ช่างฝีมือชาวญี่ปุ่นได้ใช้ทรายเหล็กในการทำดาบมาเป็นเวลาอย่างน้อย 1200 ปีแล้ว การผลิตเหล็กจากทรายเหล็กในเตาถลุง "ทาทารา" ซึ่งทำจากอิฐและดินเหนียว ยังคงปฏิบัติโดยช่างฝีมือชาวญี่ปุ่นจนถึงทุกวันนี้