حول الحديد
- وكان النبي داود صلى الله عليه وسلم أول من استخدم الحديد وشكله وصهره ، وذكر أنه صقل الحديد للعديد من الأدوات المختلفة.
- ورد ذكر الحديد في القرآن الكريم وسميت بعده سورة.
- الحديد هو أحد العناصر المعدنية الانتقالية ويوجد في الفترة الرابعة وتحديداً في المجموعة الثامنة من الجدول الدوري.
- الرمز الكيميائي للحديد هو Fe ، وهذا الاختصار مأخوذ من الاسم اللاتيني للحديد Ferrum.
- يوجد الحديد في القشرة الأرضية بنسبة عالية جدًا.
- يمكن أيضًا الحصول عليها من جزء كبير من التربة.
- تحتوي النباتات أيضًا على نسبة مئوية من الحديد الموجود في الكلوروفيل.
- وبالطبع يحتوي جسم الإنسان والكائنات الحية على نسبة غنية من الحديد الموجود داخل خلايا الدم الحمراء.
خامات الحديد وخواصه
- تم العثور على جميع خامات الحديد في الصخور النارية والصخور الرسوبية وكذلك في الصخور المتحولة.
- يعد الهيماتيت من أكثر خامات الحديد الأساسية تميزًا ، والذي يتميز باللون الأحمر ويحتوي هذا العنصر على حوالي 69٪ من عنصر الحديد.
- المغنتيت: يشتهر هذا العنصر بلونه الأسود وهو من أشهر الخامات التي تحتوي على نسبة غنية من الحديد حوالي 74٪.
- حوض خام الحديد أو الليمونيت: هذا العنصر بني اللون ويحتوي على حوالي 60٪ من عنصر الحديد.
- وأخيراً مادة السديريت التي تحتوي على حوالي 48٪ من الحديد وتشتهر بلونها البني الفاتح.
عملية صهر الحديد
تعتبر هذه العملية من العمليات الكيميائية الهامة المستخدمة لتحويل الحديد من الشكل الخام الموجود في الطبيعة إلى الشكل التالي:
- يوجد الحديد في الطبيعة بشكله الخام ويسمى أكسيد الحديد الذي يحتوي على الأكسجين والحديد المعدني.
- صهر الحديد هو عملية تساعد على إزالة الأكسجين من الحديد تحت ضغط ودرجة حرارة عالية.
- هذا يعطينا الحديد بشكل حر وفي معظم الحالات تستخدم الأفران لصهر الحديد عند درجات حرارة عالية.
أفران صهر الحديد
يتم استخدام فرن صهر الحديد في عملية إزالة الأكسدة بأكسيد الحديد للحصول على حديد خالٍ من الحديد. هذه الأفران كالتالي:
- يتخذ هذا الفرن شكل إناء كبير ، وفي نهايته عمود أسطواني من الصلب يعمل كقاعدة للموقد.
- هذا الفرن مغطى بغطاء قوي ومتين مصمم لتغطية الفرن ويسهل رفعه.
- يتميز هذا الفرن بأبعاد كبيرة لكمية كبيرة من الحديد ويمكن وضع حوالي 400 طن من الحديد فيه.
- يقاوم الفرن أعلى درجات حرارة تصل إلى حوالي 2000 درجة مئوية.
- يعتمد فرن صهر الحديد على التيار الكهربائي لإجراء عملية صهر الحديد عن طريق إضافة بعض المواد الكيميائية للمساعدة في رفع درجة الحرارة.
كيف يصهر الحديد؟
- تستخدم الأفران لصهر الحديد ، ثم يتم خلط بعض المكونات للمساعدة في رفع درجة حرارة الفرن إلى 2000 درجة مئوية.
- يتم استخدام الكربون والمغنتيت والهيماتيت ووضعها في الجزء العلوي من الفرن لمقابلة المكونات مع الهواء الساخن القادم من الأنابيب الموجودة في أسفل الفرن.
- في هذه المرحلة ، سيتم صهر الحديد تمامًا وسيتم تكوين بعض المكونات والعناصر الأساسية للحديد.
- سينتج التفاعل الكيميائي أول أكسيد الكربون عن طريق تفاعل الأكسجين والكربون.
- سوف يتفاعل أول أكسيد الكربون بعد ذلك مع الحديد النقي المصهور لتشكيل الحديد المعدني.
- بعد الاحتراق الكامل والتفاعل الكيميائي ، سيكون لدينا أخيرًا الحديد المصهور.
- يمكن أيضًا العثور على خبث الحديد على سطح الحديد المصهور ، وخبث الحديد منخفض الكثافة.
- أخيرًا ، سيكون الحديد المصهور جاهزًا للاستخدام في جميع العمليات الصناعية.
أهم وأهم استخدامات الحديد في العالم
- يستخدم الحديد في العديد من الصناعات المختلفة ، مثل صناعة السكك الحديدية.
- صناعة إمدادات المياه والغاز الطبيعي.
- يعد الحديد جزءًا من معظم صناعات الأجهزة الكهربائية المتوفرة في السوق مثل الأفران والمواقد والغسالات والمكاوي الكهربائية والعديد من الأجهزة الأخرى.
- يتم استخدامه في تشييد المباني والمباني والمؤسسات المختلفة.
- صناعة السيارات والسفن والجسور والمغناطيسات الكهربائية والعديد من المنتجات الكهربائية الأخرى.
- يمكن أيضًا استخدام الحديد للحماية عن طريق تركيب أبواب ونوافذ حديدية.