ما هي أشهر خامات الحديد في الطبيعة

1 إجابة واحدة
طالب
هندسة الطيران والفضاء, Zewail City of Science and Technology (Egypt)

يعتبر الحديد من أهم وأشهر المعادن المتواجدة في حياتنا اليومية وأكثرها استخدامًا على الإطلاق، فيصنف أنه رابع العناصر الكيميائية التي تتواجد في البيئة وكذلك ثاني أكثر المعادن وفرة بعد الألمنيوم في المصادر.

يشكل الحديد ما يقرب من 6.2٪ من القشرة الأرضية، ويعتقد بعض العلماء والجيولوجيين أنه هو المكون الأساسي لجوهر الأرض وكذلك النيازك التي تسقط من الفضاء. بالإضافة إلى ذلك إن عينات التربة المأخوذة من القمر تشير أنه حوالي 0.5٪ من تربة القمر تتكون من الحديد.

ولا تتمثل أهمية الحديد في كونه معدنًا فقط بل أيضًا بوجوده كعنصر كيميائي أساسي في جسم الإنسان حيث يدخل في تكوين هيموجلوبين الدم ونقصه يؤدي إلى فقر الدم. بالإضافة إلى الكائنات الحية الأخرى كالنباتات مثلًا والتي يدخل الحديد كمكون أساسي في تكوين الكلوروفيل الذي يساهم بشكل كبير في عملية البناء الضوئي.

يمكن أن يتواجد الحديد في العديد من الصور حيث أنه يصنع سبائك مختلفة عندما يتفاعل مع المواد الأخرى، فهناك:

  •  حديد الزهر وهو الحديد الناتج من الأفران العالية، ويتكون من حديد نقي ونسبة كبيرة من الكربون ويستخدم في صناعة أدوات الطهي وأنابيب الغاز.
  • حديد مطاوع وهو حديد يتم إنتاجه بإضافة نسبة أقل من الكربون، ويتم الحصول عليه في أفران عاكسة مغطاة من الداخل بأكسيد الحديديك. ويستخدم هذا النوع من الحديد في صنع قضبان التسليح التي تستخدم في البناء وصنع المغناطيسات.
  • حديد الصلب وهو السبيكة الأكثر استخدامًا  في العالم حيث يستخدم لصناعة قضبان السكك الحديدية والهياكل المعدنية السفن والسيارات.

ونظرًا للطرق التي يختلف فيها تواجد الحديد فإن استخداماته واسعة الانتشار، فيستخدم الحديد أيضًا في بعض التفاعلات الكيميائية ومنها استخدامه كعامل حفاز لتسريع بعض التفاعلات.

يمتلك الحديد العديد من الخصائص التي تجعله محورًا أساسيًا في كافة الاستخدامات السابقة. فالحديد قابل للتشكيل ويسهل تحويله من صورة لصورة أخرى؛ حيث أنه مرن ولين وقابل للسحب والطرق.

بالرغم من أن الحديد النقي يعتبر لينًا حتى أكثر من الألومنيوم، إلا أنه عندما يمتزج مع عنصر آخر لتكوين سبائك فإن صلابته تزداد بشكل كبير. يمتاز الحديد أيضًا بمتانته العالية حيث أن لديه القدرة  على مقاومة جميع الاجهادات الخارجية مثل الشد والقص والضغط وهكذا.

ويعرف الحديد أنه من الفلزات لذلك فإن لديه القدرة الجيدة على توصيل الكهرباء والحرارة وأيضًا قابل للمغنطة عند درجة حرارة الغرفة. تعتبر درجة انصهار الحديد ليست بالعالية جدًا، حيث أنه يسهل تشكيله في درجات الحرارة المرتفعة والمنخفضة بشكل سلس وهو في تجاوب مع جميع عمليات التسخين والتبريد.

يوجد الحديد في الطبيعة في صورة خامات أكاسيد الحديد التي تتواجد في باطن الأرض وتستخرج من القشرة الأرضية. تتم عملية استخراج الحديد عن طريق تفاعلات الاختزال التي تستخدم فيها أفران الصهر حيث يتم في الجزء السفلي من الفرن تفاعل ثاني أكسيد الكربون مع الكربون فينتج أول اكسيد الكربون والذي يعتبر بمثابة العامل المختزل في التفاعل، ثم يتفاعل مع الهيماتيت لإنتاج الحديد وثاني أكسيد الكربون.

بعد ذلك يستخرج الحديد ويدمج مع مواد أخرى لتكوين السبائك وتشكيله. يمكن أيضًا الحصول على الحديد النقي من النيازك التي تخترق الغلاف الجوي قادمة من الفضاء الخارجي وتحتوي تلك النيازك على 90% من الحديد النقي. 

أكمل القراءة

0

هل لديك إجابة على "ما هي أشهر خامات الحديد في الطبيعة"؟