كيف يستخرج الحديد

كَيْفَ يتم استخلاص الحديد

يتضمن الجدول الدوري عَنّْصر الحديد المعروف بالرمز Fe والرقم الذري “26” وهُو رابع أكثر العَنّْاصر وفرة فِيْ قشرة الأرض على شكل أكاسيد

• الخطوة الأولى لاستخراج الحديد هِيْ إجراء دراسة بيولوجية فِيْ المنطقة للتأكد من توفر أكاسيد الحديد هناك.
• إذا تم التأكيد عليه بالفعل، فسوف ينتقل إلَّى مرحلة الحفر، حيث يتم حفر المنجم بآلات مصممة له، ويتم استخلاص الأكاسيد منها بعمالة مدربة.
• فِيْ وقت لاحق، يتم جمع جميع الأكاسيد المستخرجة فِيْ قوالب كبيرة، ثم تتعرض هذه القوالب إلَّى درجة حرارة عالية جدًا، عالية بما يكفِيْ لذوبان الحديد وفصله عَنّْ الأكسجين.
• ثم يصب الحديد المنصهر السائل فِيْ قوالب بأشكال مختلفة ويتم نقل القوالب الجديدة إلَّى مناطق مناسبة للحرارة بحيث يتشكل الحديد الصلب.
• يصبح الحديد أقوى معدن مقارنة بالمعادن الأخرى إذا تم تزويده بطبقة حماية ضد مشكلة الصدأ.

خطوات استخلاص الحديد من الصخور

إذا وجد الحديد داخل الصخور، يتم اتباع الخطوات التالية لاستخراجه

• التفجير يتم تفجير التاكونيت بالمتفجرات، لأن هذه الصخور صلبة وصلبة للغاية، مصنوعة من الحديد.
• النقل يتم نقل القطع الصغيرة الناتجة بعد التفجير بواسطة مجارف كهربائية إلَّى شاحنات تنقلها إلَّى محطة المعالجة.
• التكسير يتم سحق قطع الصخور المنقولة فِيْ هذه المرحلة إلَّى قطع أصغر باستخدام آلات التكسير.
• يتم خلط المسحوق المسحوق أيضًا بالماء فِيْ المطاحن على مدار فترة زمنية.
• الفصل يفصل الحديد عَنّْ التاكونيت بتقنية المغنطة، ويتم التخلص من الباقي بين المخلفات غير المهمة.
• التحبيب يشكل السائل مسحوق التاكونيت الذي تم خلطه، لتشكيل كرات متوسطة الحجم، يتم تجفِيْفها وتبريدها إلَّى مادة صلبة.
• التشكيل يتم إرسال الكرات المشكلة إلَّى مصانع مختلفة ليتم صهرها وتشكيل الحديد والسبائك منها.

تشكيل الحديد الصلب

يخضع الحديد المستخرج من أكاسيد الحديد أو الصخور لإجراءات لتحويله إلَّى صلب، وهذه الإجراءات مذكورة أدناه

• فصل الشوائب عَنّْ خام الحديد يتم الفصل بغمر الحديد المنصهر فِيْ خردة الصلب، ويمكن استخدام الفرن الكهربائي لفصل هذه الشوائب عَنّْ الحديد.
• معالجة الحرارة تزيل هذه الخطوة الشوائب المتبقية وتجعل تركيب الحديد أكثر كَمْالا، ويمكن استبدال هذه الخطوة بإزالة عَنّْاصر الحديد.
• تتم الإزالة بإحدى العمليات التالية، التحريض، إضافة فقاعات الأرجون، إزالة غازات الحديد.
• يتم بعد ذلك إنتاج الفولاذ المصهُور، وصبه فِيْ قوالب ليبرد لتشكيل الفولاذ الصلب، ثم يتم قطعه للأطوال المطلوبة وفقًا لطريقة الاستخدام.
• تُستخدم تقنيات أخرى أيضًا لتحسين استخدام الفولاذ، مثل الطلاء ومعالجة العيوب بالحرارة والضغط وغيرها.

الخواص الميكانيكية للحديد

بعد الكشف عَنّْ كَيْفَِيْة استخلاص الحديد من الصخور والأكاسيد، نكشف عَنّْ الخواص الميكانيكية التي يتمتع بها الحديد مقارنة بالمعادن الأخرى، مما يؤدي إلَّى استغلاله بعدة طرق

• معدن مرن، سهل السحب على الأسطوانات، فضي اللون، ومتوفر فِيْ الحالة الصلبة فِيْ الطبيعة كَمْا لاحظنا فِيْ طريقة استخراجه من الصخور.
• تشير المرونة إلَّى القدرة على تغيير شكل الحديد عَنّْد تعرضه للضغط أو القوة من الخارج، وقدرته على العودة إلَّى حالته الأصلية بعد زوال تأثير الضغط أو القوة.
• يشير المعدن الصلب، والصلابة إلَّى قدرته على تحمل أي نوع من الإجهاد، حتى لا يتآكل أو يخدش.
• يستجيب للعمليات المختلفة التي يتعرض لها، مثل التسخين أو التبريد، وخلال هذه العمليات يكتسب خصائص أخرى.

الخصائص الكيميائية للحديد

يتفاعل الحديد مع عدد من العَنّْاصر، وعلى وجه الخصوص

• يتفاعل مع السيليكون والكربون، مكونًا سبائك مختلفة من الحديد، والتي لها استخدامات عديدة، على سبيل المثال يستخدم كلوريد الحديد فِيْ المجال الطبي ويستخدم كبريتات الحديد فِيْ الأصباغ.
• يتفاعل أيضًا مع الأكسجين وثاني أكسيد الكربون الموجودين بشكل طبيعي فِيْ الهُواء، مكونًا طبقة أكسيد نتيجة التفاعل.
• يتحد مع ذرات الأكسجين لتكوين أكاسيد يتم استغلالها فِيْ العديد من الصناعات، ويتحد مع الأحماض ويذوب داخلها.

استخدامات الحديد

يستخدم الحديد بكافة أشكاله ولأغراض عديدة منها

• الحديد اللين يستخدم فِيْ صناعة المغناطيسات الكهربائية المستخدمة فِيْ الأجهزة الكهربائية، وفِيْ صناعة قضبان التعمير والبناء.
• الحديد الصلب يستخدم فِيْ صناعة الأدوات المختلفة التي لا تتعرض لأي نوع من الصدمات مثل الأنابيب المستخدمة فِيْ نقل الغاز أو الماء.
• الحديد الصلب من المواد الأساسية التي تستخدمها السفن والجسور وكذلك السكك الحديدية.
  • كَمْا أنها تستخدم فِيْ صناعة كراسي الحدائق مما يجعلها مقاومة للأحمال المختلفة ومقاومة لتغيرات الطقس.
• سبائك الحديد تعتبر السبائك، بما فِيْ ذلك الحديد الممزوج بالنيكل، أكثر متانة لأنها مقاومة لمشكلة الصدأ وتستخدم فِيْ صناعة السيارات وأشكال النقل المختلفة.
  • أما الحديد الكلي الممزوج بالكروم فِيْستخدم فِيْ صناعة الكرات الحديدية التي تستخدم لتسهِيْل حركة أعمدة المحرك.