IJzeroer uit beekdalen

Ontbossing en woestijnvorming door winning uit eigen bodem Nederlands ijzererts
Het gebruik van ijzeren voorwerpen gaat millennia terug in de tijd. In de loop der eeuwen is ijzer een steeds grotere rol in ons land gaan spelen. Nederlands ijzererts bestond vroeger uit ijzeroer en klapperstenen. Waar kwamen deze materialen vandaan? Op welke wijze bewerkten onze voorouders die grondstoffen tot ijzererts? En hoe heeft de Nederlandse ijzerindustrie zich door de tijd ontwikkeld?

Al in de Bronstijd (± 2000 v. Chr. tot ± 800 v. Chr.) maakten de bewoners van ons land gebruik van ijzeren voorwerpen. Maar toepassing van ijzer op grote schaal vond pas plaats vanaf de IJzertijd (± 800 v. Chr. tot ± 50 n. Chr.). Uit die tijd stammen ook de boerderijfundamenten van ijzeroersteen bij Heeten. Het Nederlandse ijzererts bestond uit moerasijzererts (ijzeroer) en klapperstenen. Van de vroege Middeleeuwen tot aan de dertiger jaren van de twintigste eeuw maakte dit materiaal zelfs deel uit van ons exportpakket. Zo ging in 1924 en 1925 nog ijzeroer uit de Weerdinger en Compascumer venen per schip naar Finland en Engeland. In 1938 werd in Delfzijl, waarschijnlijk voor het laatst, 56.563 ton oer getransporteerd. Na 2.500 jaar exploitatie van het Nederlandse ijzererts is er nog maar weinig over. Wat rest zijn de sporen in het landschap, zoals ijzerkuilen en slakkenhopen.

Oervorming op locatie

Moerasijzererts (ijzeroer) ontstaat in veenachtige gebieden. Het materiaal laat zich opsporen met een prikstok. De ijzerbanken zijn vaak dertig tot vijftig centimeter dik. Na winning vormt zich op dezelfde plaats nieuw ijzeroer. Het ijzergehalte in het erts bedraagt zelden meer dan vijftig procent; meestal zelfs beduidend minder, zo'n twintig procent. IJzeroer komt hoofdzakelijk voor in de Drents-Groningse veengebieden en in de dekzandgebieden van Overijssel, Gelderland en Noord-Brabant.
Kwel van ijzerhoudend grondwater dat zich van hoger gelegen dekzandplateaus naar lager gelegen vlakten verplaatst, leidt tot oervorming in de vlakten.
In de humusrijke podzolbodems van de plateaus lossen de ijzerverbindingen uit de humus en de diepere bodemlagen op in het infiltrerende regenwater. De humus zorgt voor een zuur milieu dat dit proces mogelijk maakt. Vervolgens stroomt het samen met het grondwater naar de lager gelegen gebieden. Bij uittreding aan het oppervlak oxideren de opgeloste ijzerverbindingen door de zuurstof uit de lucht en slaan neer. Dat gebeurt meestal in de vorm van lokale oerbanken en bulten. Deze met weinig zand overdekte verhogingen zijn in het landschap van sommige beekdalen vaak duidelijk te herkennen.

Oxidatie

Wanneer de kwel in de lagere vlakke zones terechtkomt, zal bij voldoende horizontale grondwaterdoorstroming (zandbodems) het ijzer in de bodem oxideren als gelaagde brokken en horizonten. Dat proces voltrekt zich op het grensvlak van lucht en water. In deze zogenoemde 'gleybodems' is de verticale grondwaterstandfluctuatie relatief gering. Het afzettingsniveau ligt vaak niet dieper dan tachtig tot honderdtwintig centimeter beneden het maaiveld. Ook in meer kleiige bodems kan op deze wijze oervorming optreden. Het voorkomen van ijzerbacteriën bevordert vaak ook de accumulatie van ijzer.
IJzerhoudend, of ferrihydriet (Fe(OH)3, rijk, beek- of rivierwater kan in situaties van hoge afvoer buiten de oevers treden en daar ijzeroerbanken vormen. Dit ijzeroer bevindt zich in de overgangfase van puur amorf ferrihydriet naar kristallijn goethiet.
Dit erts kan tamelijk ver van de waterstromen voorkomen: vaak liggen deze ijzeroerbanken in de veen- of vegetatiezone. Ze komen veel voor in Drenthe en langs de Overijsselse Vecht. IJzererts wordt met verschillende namen aangeduid, zoals zodenijzersteen, moeraserts, moddererts, velderts, weideerts en poelerts.

Klapperstenen

Klapperstenen zijn afgeronde ijzerconcreties waarvan de kern soms loszit: wie ze door elkaar schudt, hoort het geluid waaraan ze hun naam danken. De donkerbruine of gele klapperstenen bestaan uit een mengsel van ijzerhydroxide, klei en zand en zijn bolvormig. Ze hebben de grootte van een erwt of een ei, maar kunnen ook nog groter uitvallen. In tegenstelling tot het moerasijzererts treffen we ze aan in de bovenste lagen van heuvels (stuwwallen) in gezelschap van andere stenen. Ze lijken recentelijk gevormd.
Over de vorming van klapperstenen is weinig bekend. In de Middeleeuwen vormden zij echter een belangrijk ijzererts: van de zevende tot de negende eeuw was met name de Veluwe een Frankisch wingewest.
De klapperstenen bevonden zich als langgerekte ertsaders in de ondergrond. In het Asselsche veld ten zuidwesten van Apeldoorn lopen nog altijd drie zogenaamde ijzersleuven als een soort droge gracht door het landschap. Zij vormen de overblijfselen van deze historische ijzerwinning.
De sleufvormige ontginning hangt samen met de vorming van stuwwallen. De oorspronkelijke horizontale afzettingen zijn hierdoor scheefgesteld. Vlak in de buurt van de sleuven bevindt zich een enorme (afval-)hoop slakken. Dit Rijksarcheologisch monument heeft een diameter van veertig meter en is twee meter hoog. Daarmee is dit de grootste bewaarde slakkenhoop van Nederland. Dit restant alleen al wijst op de productie van 255 ton ruw ijzer, waarvoor meer dan honderd ton houtskool nodig was. Deze vroegmiddeleeuwse ijzerindustrie leidde tot grootschalige ontbossing van de Veluwe en droeg bij aan stuifduinvorming.

IJzerwinning en ontbossing

Tot het begin van de dertiende eeuw was de wijze van ijzerwinning uit erts dezelfde als in de drieduizend jaar daarvoor. Haarden of kleine schachtovens werden van bovenaf gevuld met een mengsel van houtskool, ijzererts en toeslagstoffen. Van onderaf bliezen met de voet bediende blaasbalgen de ovens met lucht aan. Dit proces resulteerde in een metaalachtige spons. Later werd deze gesmeed tot blokijzer (smeedijzer). Door de aanwezigheid van koolstof in de houtskool en door de hoge temperatuur reduceerden de ijzeroxiden in de erts hierbij tot ijzer. Het ijzer werd niet vloeibaar, omdat de temperatuur daarvoor niet hoog genoeg was.
Om een kilo bruikbaar ijzer te winnen, was ongeveer dertien kilo ijzererts en honderddertig kilo houtskool nodig. Houtskool werd hoofdzakelijk vervaardigd uit eiken, berken- en elzenhout. Om honderddertig kilo houtskool te maken, was 760 kilo eikenhout nodig. Deze hoeveelheid staat ongeveer gelijk aan twee tot drie eikenbomen. W.C.H. Staring gaat er in zijn 'De bodem van Nederland' (1856) vanuit, dat de ijzerproductie jaarlijks drie miljoen kilo ijzer oplevert.
Het is dus niet verwonderlijk, dat deze industrie in het verleden tot grote ontbossing heeft geleid.

'Stückofen in de Harz'

De effectiviteit van de ovens was niet zo groot. Er zijn ijzerslakken teruggevonden die nog zo'n veertig procent onbenut ijzer bevatten. De voornaamste oorzaak daarvan was waarschijnlijk de lage oventemperatuur en de slechte menging van erts en houtskool. Daardoor reduceerde alleen de buitenzijde van het erts. Dit ijzer, met een laag koolstofgehalte, was overigens goed smeedbaar. IJzer met een hoger koolstofgehalte (meer dan 1,7%) dient voornamelijk als gietijzer.
In 1311 kwam de ontwikkeling van de zogenoemde 'Stückofen in de Harz' op gang. Dit is de voorloper van de huidige hoogoven. In de tweede helft van de veertiende eeuw kreeg de voetbediende blaasbalg een vervanger: eentje die werd aangedreven door waterkracht. Met deze betere luchtvoorziening steeg de oventemperatuur geleidelijk aan tot boven het smeltpunt van met koolstof verzadigd ijzer (1135 °C). Vanaf toen sprak men van 'gietijzer'. Een tweede voordeel was dat de oven niet meer hoefde te worden stilgelegd om de ijzerspons te verwijderen. Het vloeibare ijzer kon gewoon worden afgetapt. Vanaf de tweede helft van de achttiende eeuw gaat cokes geleidelijk aan houtskool vervangen. En de koepeloven gaat in die periode op steeds grotere schaal de taken van de 'gewone' oven overnemen. Deze ontwikkelingen boden een hoger rendement en de mogelijkheid om ruwijzer en schroot te hersmelten.

Ontwikkelingen in de ijzerindustrie

De Nederlandse ijzerindustrie begon zich vanaf het einde van de zeventiende eeuw het eerst langs de Oude IJssel te ontwikkelen. Het voorkomen van ijzeroerbanken en de aanwezigheid van waterkracht bepaalden de vestigingsplaats. De Staten van Zutphen gaven in 1689 een octrooi voor het ijzergieten af. Later volgden Doetinchem, Ulft (1754), Deventer (1756), Laag Keppel (1754), Terborg (rond 1820) en Arnhem. Het ging hier vrijwel alleen om gietijzer en niet om smeedijzer. In de negentiende eeuw ging men ertoe over om ook ruwijzer te hersmelten in koepelovens: Nering Bögel in Deventer (ongeveer 1830) en Terborg (rond 1850). De 58 meter hoge vuurtoren van Ameland bijvoorbeeld (58 m hoog) is in 1880 opgebouwd uit gietijzeren delen die waren gemaakt van moerasijzererts.
De concurrentiemogelijkheden namen echter geleidelijk af.
Mede door de opkomst van nieuwe hoogoventechnieken en verbetering van de infrastructuur (spoorwegen en stoombootverkeer). Na 1870 hielden de gieterijen in Oost-Nederland dan ook op met de winning van ijzer uit ijzeroer: Nering Bögel als eerste, en tenslotte in 1890 ook Diepenbrock en Reigers in Ulft. In 1924 werd de eerste hoogoven in IJmuiden ontstoken. In Heeten ontdekten archeologen enkele honderden ijzerovens van voor onze jaartelling.
Tussen 1870 en 1930 zijn er via de Overijsselse kanalen tienduizenden tonnen ijzeroer afgevoerd.

Uiteenlopende praktijktoepassingen

IJzererts fungeerde in het verleden ook wel als bouwmateriaal. Zo bestaat de fundering van een groot deel van de oude gebouwen in het centrum van Hardenberg uit ijzeroer. Het erts kwam daar in het stroomgebied van de Vecht aanvankelijk veel voor. Het kasteel Hardenberg uit 1354 en de oude stadsmuur zijn oorspronkelijk opgetrokken uit ijzeroersteen. Het kerkje in Het Stift bij Weerselo en het dertiende eeuwse kerkje te Heemse bij Hardenberg waren grotendeels opgetrokken uit ijzeroer.
De muren van de Plaskerk te Raalte bevatten blokken ijzeroer, terwijl de muren van het Romaanse deel van de kerk in Hellendoorn helemaal van dit erts gemaakt zijn. De oude kerk te Sevenum is ook gebouwd op een fundering van ijzeroer. Tot in de jaren zestig van de twintigste eeuw werd ijzeroer verkocht als ijzererts of gebruikt als wegverharding en weilanddammen.
Ook in de productie van stadsgas speelde ijzererts vroeger een rol. Om licht- of stadsgas te verkrijgen, moest steenkoolgas worden gezuiverd door de binding van zwavelwaterstof en cyaan. Dat gebeurde door het steenkoolgas in contact te brengen met ijzeroer of ijzerhoudend zand. In Nederland opende de eerste stadsgasfabriek haar deuren in 1826. De laatste sloot in 1969, toen alle steden op het aardgasnet waren aangesloten.

Nog een opmerkelijke toepassing: ijzeroer werd ook wel gebruikt als kleurstof of pigment en als vulstof voor rubber (ijzermenie, oker).
De aardewerkindustrie mengde klei die zelf geen mooie rode kleur kreeg, met 'pannenrood' (een afvalproduct van de aluinfabricatie) of met ijzeroer om de gewenste kleur te krijgen. Het ijzeroer moest hiervoor wel zuiver zijn.

Bron: Nederlands Instituut voor Toegepaste Geowetenschappen TNO, 2002

afdrukken