استخدامات المعادن الحديدية

استخدامات المعادن الحديدية

  • يعود اكتشاف خامات الحديد إلَّى أكثر من 2000 قبل الميلاد، أي إلَّى أوائل العصر البرونزي، عَنّْدما تم استخدام هذه العَنّْاصر فِيْ بناء المعابد والهِيْاكل الهندسية.
  • حتى يومنا هذا، نستخدم المعادن الحديدية فِيْ مختلف الإنشاءات والصناعات.
  • على الرغم من أن هذه العَنّْاصر غير قابلة للتجديد ولا يمكن العثور عليها بسهُولة فِيْ قشرة الأرض، إلا أننا ما زلنا نفرط فِيْ استخدامها حتى الآن.
  • تهتم العديد من المنظمات بعملية إعادة تدوير المعادن الحديدية بسبب صعوبة استخلاصها من الأرض والخوف من استنزاف العَنّْاصر الصلبة المهمة على الكوكب.

استخدامات الحديد

  • يرمز الحديد بالرمز Fe فِيْ الجدول الدوري، ويصنف كعَنّْصر انتقالي، وموضعه فِيْ الجدول الدوري فِيْ الفترة الرابعة.
  • الحديد هُو أكثر المعادن الحديدية الموجودة فِيْ القشرة الأرضية.
  • كَمْا أنه من أهم العَنّْاصر الموجودة فِيْ جسم الإنسان فِيْ الهِيْموجلوبين والكلوروفِيْل النباتي.
  • من أهم استخدامات المعادن الحديدية الحديد فِيْ صناعة السكك الحديدية والجسور وإطارات السيارات وإطارات السفن وتصنيع المعدات العملاقة.
  • أهم عيوب الحديد هُو الأكسدة نتيجة تعرضه المستمر للأكسجين والماء.
  • يؤدي هذا إلَّى لجوء مصنعي الخوذات الحديدية إلَّى استخدام طريقة تسمى قطب الذبيحة، إضافة قطب كهربائي آخر يتأكسد ويتعرض للأكسجين والماء بدلاً من الهِيْكل الأساسي.

صلب

  • تتكون سبائك الصلب من الحديد والكربون، لذا فإن نسبة الكربون حوالي 1٪ -2٪ فِيْ تكوين السبيكة، إذا تجاوزت النسبة 2٪، سيكون الفولاذ هشًا، ويسمى الفولاذ الهش بالحديد المنصهر.
  • يُصنع الفولاذ عَنّْد درجة حرارة عالية جدًا تصل إلَّى 650 درجة مئوية ويتم إنتاج ما يقرب من 1.5 مليار طن من الفولاذ كل عام.
  • شارك الفولاذ فِيْ استخدامات الحديد كَمْعدن منذ أيام حرب السيف، حيث كان يستخدم فِيْ صناعة السيوف والدروع والخناجر المستخدمة فِيْ الحروب.
  • يتم استخدامه فِيْ صناعة الآلات والأدوات العملاقة والخرسانة المستخدمة فِيْ البناء.
  • يتم استخدامه فِيْ صناعة الأجهزة المنزلية مثل المكانس الكهربائية والمكاوي وبعض طائرات الهليكوبتر.

الحديد المنصهر

  • تصل درجة انصهار الحديد الزهر إلَّى 1500 درجة مئوية، ويتكون من الحديد والكربون، فتكون نسبة الكربون أكبر من 2٪.
  • من السهل كسرها ولا يمكن إصلاحها بسبب درجة انصهارها العالية.
  • يستخدم الحديد الزهر فِيْ صناعة الأواني والأطباق والالصالون الأدبيي المستخدمة فِيْ المطابخ والمطاعم.

أكسيد الحديد الأسود

  • المغنتيت هُو أقوى عَنّْصر موجود فِيْ المغناطيس على كوكب الأرض، ويتميز باللون الأسود ويرمز إليه بالرمز Fe3O4.
  • يعتبر تصنيع المغناطيس من أهم استخدامات المعادن الحديدية التي يستخدم فِيْها المغنتيت.
  • وتنقية المياه، بحيث يتم وضع أكسيد الحديد الأسود لاستخراج الحطام والملوثات الموجودة فِيْ المياه فِيْ قاع القاع المستخدم فِيْ التنقية، ثم إزالتها.
  • تم استخدام المغنتيت فِيْ العلوم الطبية فِيْ التصوير بالرنين المغناطيسي.
  • يتم استخدامه فِيْ تعدين الفحم حيث أنه يسحب الشوائب بين الفحم إلَّى مسحوق المغنتيت، لذلك يطفو الفحم النقي فوق المسحوق بدون أي شوائب.

الهِيْماتيت

  • الهِيْماتيت هُو مصدر أساسي للحديد، وهُو موجود بكثرة على كوكب الأرض، وتحتوي مكونات الهِيْماتيت على 70٪ من الحديد، والهِيْماتيت يرمز له بالرمز Fe2O3.
  • يستخدم فِيْ مستحضرات التجميل وكذلك فِيْ الدهانات لأنه يساعد فِيْ الحفاظ على لون الأصباغ.
  • يستخدم فِيْ طرق الزينة، لأنه يشبه إلَّى حد كبير البلورات وله مظهر رائع.
  • يتم استخدامه فِيْ المجوهرات الرجالية.
  • يستخدم فِيْ الطب فِيْ الوقاية من الإشعاع الضار، لأنه يصد الأشعة السينية.

العَنّْاصر التي قد تعجبك

استخدام المياه فِيْ التجارة والنقل

استخلاص الحديد من الهِيْماتيت.

مواصفات الخشب الأبيض

الكربون الصلب

  • الفولاذ الكربوني هُو أحد العَنّْاصر الأساسية للصلب، فنسبة الكربون مرتفعة بجانب نسبة الحديد، مع وجود بعض العَنّْاصر الأخرى بنسب صغيرة.
  • هناك ثلاثة أنواع من الكربون، عالية ومتوسطة ومنخفضة الكربون، ويختلف كل مستوى عَنّْ الآخر فِيْ نسب الكربون فِيْ التركيب.
  • يتم استخدامه فِيْ تصنيع الهِيْاكل المعدنية الصغيرة للمعدات أو السيارات أو الأدوات الميكانيكية.

غير القابل للصدأ

  • الفولاذ المقاوم للصدأ هُو أحدث أنواع المعادن الحديدية وأكثرها فعالية ضد الصدأ والتآكل.
  • يتكون الفولاذ المقاوم للصدأ من عَنّْصر الكروم، والذي يقوم بعملية عزل بين الفولاذ وبين الماء والأكسجين، ويؤخر عملية الأكسدة ويمنع التآكل.
  • يستخدم الستانلس ستيل فِيْ صناعة السكاكين والملاعق وبعض أدوات المطبخ.
  • يمكن استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ فِيْ تصنيع بوابات المساكن والشركات.

الألومنيوم

  • يستخدم الألمنيوم فِيْ العديد من الصناعات من حولنا، ومن خصائص الألمنيوم أنه لا يتآكل أو يصدأ، ولكن تصنيعه معقد.
  • يستخدم الألمنيوم فِيْ صناعة الطائرات والسفن الفضائية.
  • ولأنه لا يتأكل ولا يصدأ، فإنه يستخدم فِيْ صناعة القوارب نظراً لمقاومته العالية للماء.
  • يستخدم فِيْ صناعة المشروبات الغازية وعلب التونة وفِيْ التعبئة والتغليف لبعض الصناعات الغذائية الأخرى لأنه يحافظ على رطوبة المنتج.

نحاس

  • يعتبر النحاس من أقدم المعادن الحديدية المستخدمة على كوكب الأرض، حيث استخدم النحاس فِيْ صناعة التماثيل التي لا تزال قائمة حتى اليوم، ومن أهم هذه التماثيل تمثال الحرية.
  • يستخدم النحاس الآن فِيْ صناعة الكابلات والأسلاك الكهربائية والإلكترونية، وذلك لأنه موصل جيد للكهرباء وعَنّْصر جيد فِيْ نقل البيانات عبر كبلات الإنترنت.
  • يستخدم النحاس فِيْ صناعة أنابيب المياه التي تجلب المياه إلَّى المنازل.

نحاس

  • النحاس، المعروف أيضًا باسم النحاس الأصفر، هُو سبيكة من المعادن الحديدية التي يسهل ثنيها ومرونتها.
  • النحاس غير قابل للاشتعال، لذلك فهُو آمن جدًا فِيْ صناعة المفروشات المنزلية وفِيْ تزيين غرف الأطفال.
  • يستخدم النحاس فِيْ الإطارات الزخرفِيْة الموجودة فِيْ الأثاث التقليدي، ويستخدم فِيْ صناعة المقابض بسبب لونه الذهبي اللامع مع الذوق الرفِيْع.
  • يتم استخدامه فِيْ صناعة الآلات الموسيقية والأدوات النحاسية.

مصادر المعادن الحديدية فِيْ قشرة الأرض

  • يتم تصدير العديد من خامات الحديد إلينا بشكل طبيعي عَنّْ طريق قشرة الأرض من خلال عمليات تسمى التبلور، وتنجم عمليات التبلور من السوائل البركانية مثل البراكين أو المحاليل الساخنة.
  • يمكننا أن نجد المعادن الحديدية فِيْ البحار نتيجة ترسب المركبات البحرية فِيْ قاع البحر، أو اكتشاف منشأة قديمة تحت الماء تحتوي على نسب من الحديد النقي.
  • أو عَنّْ طريق عمليات التحويل الناتجة عَنّْ تفاعل العَنّْاصر الأخرى التي تنتج الحديد المعدني، أو عَنّْ طريق تركيز الغازات المنبعثة من فوهات البراكين التي تنتج خام الحديد.
  • تُصنف المعادن الحديدية على أنها سيليكات وكربونات وفوسفات وأكاسيد وكبريتيدات وكبريتات وهاليدات وأحاديات نقية.
  • ومن أهم المعادن النقية الذهب والفضة والماس، مما يجعلها الأغلى ثمناً بين المعادن الحديدية.

مواصفات المعادن الحديدية

  • تحصل المعادن الحديدية على هذا الاسم لأنها تحتوي بشكل أساسي على الحديد فِيْ مكوناتها.
  • حالتها الطبيعية هِيْ الحالة الصلبة ولا يمكن كسرها بسهُولة، وتقاوم درجات الحرارة المرتفعة وهِيْ جيدة فِيْ توصيل الحرارة والكهرباء.
  • يمكن تشكيله بالشكل المطلوب بمجرد أن يصبح سائلًا لزجًا عَنّْ طريق تعريضه لدرجة حرارة الغليان الخاصة به.
‫0 تعليق

اترك تعليقاً