استخدامات المعادن الحديدية

تتميز المعادن الحديدية باستخداماتها المتعددة والمتنوعة ، وسنذكر بعض استخداماتها خلال الأسطر التالية:

استخدامات الحديد

يقع الحديد في الفترة الرابعة من الجدول الدوري ويُعطى الرمز f ، وهو عنصر انتقالي.
وهو من أشهر المعادن الموجودة في القشرة الأرضية.
ترجع أهمية الحديد إلى حقيقة أنه مهم جدًا لجسم الإنسان ويوجد في الهيموجلوبين في الدم. أما بالنسبة للنباتات فهو موجود في الكلوروفيل.
يستخدم الحديد في العديد من الاستخدامات المختلفة مثل إنشاء الجسور والهياكل للسفن والمعدات الصناعية والسيارات وكذلك السكك الحديدية.
يحتوي عنصر الحديد على بعض العيوب ، وهي تعرضه للصدأ ، والسبب في ذلك لأنه يتعرض باستمرار لعناصر الماء والأكسجين.
لهذا السبب تتبنى الشركات المتخصصة في تصنيع الهياكل الحديدية طريقة تسمى القطب الذبيحي ، وهي وضع قطب كهربائي معرض للصدأ فوق القطب الكهربي الأساسي لمنع تعرضه للماء والأكسجين.

صلب

يحتوي الفولاذ على عنصرين رئيسيين ، الكربون والحديد. نسبة الكربون من 1٪ إلى 2٪. وتجدر الإشارة إلى أنه في حالة زيادة نسبة الكربون في الفولاذ ، فإنها ستجعله هشًا. سوف يطلق عليه الحديد الزهر.
أما بالنسبة لتصنيع الفولاذ فيتم من خلال درجة حرارة عالية جدًا تصل إلى 650 درجة مئوية ، ويتم العمل على إنتاج كمية كبيرة من الفولاذ سنويًا تصل إلى حوالي 1500 مليون طن.
يستخدم الفولاذ في العديد من الاستخدامات المختلفة. قديما كان يستخدم في صناعة الخناجر والسيوف والدروع ، والآن يستخدم في صناعة الأدوات العملاقة والخرسانة والآلات ، بالإضافة إلى تصنيع الأجهزة المنزلية المختلفة مثل المكاوي والمراوح والمكانس الكهربائية .

الحديد الزهر

وهنا تزيد نسبة الكربون عن 2٪ ، لذا فإن الحديد مرن وسهل الكسر.
يذوب الحديد الزهر عند درجة حرارة حوالي 1500 درجة مئوية.
يستخدم الحديد الزهر في العديد من الاستخدامات المتنوعة مثل صنع المقالي التي تستخدم في المطبخ والأطباق ومعظم أواني الطهي.

أكسيد الحديد الأسود

يعتبر المغنتيت من أهم العناصر الموجودة على الكوكب الذي يحتوي على نسبة عالية من المغناطيس ، ويرمز أكسيد الحديد الأسود بالرمز Fe3O4 ، ويتميز بلونه الأسود.
يستخدم عنصر المغنتيت في العديد من الصناعات المهمة مثل تنقية المياه ، ويتم ذلك عن طريق وضعه لسحب جميع الملوثات والنفايات الموجودة في المياه إلى قاع الوسط المستخدم في عملية التنقية.
يتم استخدامه في التصوير بالرنين المغناطيسي ، بالإضافة إلى تعدين الفحم ، من خلال جذب جميع الشوائب الموجودة في الفحم حتى الوصول إلى الفحم النقي.

الكربون الصلب

يعتبر من أهم أساسيات تشكيل الفولاذ ويتواجد بنسبة عالية مع العديد من العناصر المختلفة بنسب متفاوتة.
هناك ثلاثة أنواع من الفولاذ الكربوني وهي منخفضة ومتوسطة وعالية الكربون.
يتم استخدامه في تصنيع الأدوات الميكانيكية والهياكل للسيارات.

غير القابل للصدأ

تكمن أهمية عنصر الفولاذ المقاوم للصدأ في أنه ضد التعرض للتآكل والصدأ لاحتوائه على عنصر الكروم الذي يعزل عناصر الأكسجين والماء عن الفولاذ مما يمنع حدوث التآكل والصدأ.
يستخدم في صناعة أواني الطبخ والملاعق والسكاكين وكذلك صناعة بوابات المحلات والمساكن.

الألومنيوم

بسبب عدم قدرته على التآكل والصدأ ، يتم استخدامه في العديد من الاستخدامات مثل السفن الفضائية والطائرات والقوارب.
يستخدم الألمنيوم في صناعة التونة وعلب الصودا لأنه يمنع تعرض المنتج للرطوبة.

نحاس

كان من أوائل العناصر الحديدية التي تم العثور عليها على سطح الأرض واستخدم في صناعة التماثيل ، وأكبر مثال على ذلك هو تمثال الحرية.
يستخدم النحاس في صناعة الأسلاك والكابلات الكهربائية لأنه ينقل الكهرباء والبيانات ، لذلك يتم الاعتماد عليه الآن للاتصال بالإنترنت.
بالإضافة إلى استخدامه في صناعة أنابيب المياه.

نحاس

يطلق عليه النحاس لاحتوائه على خليط من معادن الحديد المرنة.
ويتميز النحاس عن غيره من المعادن لأنه غير قابل للاشتعال لذلك يستخدم في صناعة ديكورات أثاث غرف الأطفال.
بالإضافة إلى تصنيع الإطارات الزخرفية والمقابض الذهبية والأدوات النحاسية ومعظم الآلات الموسيقية.

الهيماتيت

من أهم مكونات الحديد حيث يشكل 70٪ والهيماتيت يرمز له بـ Fe2O3.
يستخدم في الدهانات ومستحضرات التجميل.
يتم استخدامه في صناعة المجوهرات الرجالية.
يستخدم بشكل رئيسي في الطب لأنه يحجب الأشعة السينية.

ما هو تعريف المعدن؟

المواد الصلبة التي تنشأ بشكل طبيعي ولها بنية بلورية وكان يطلق عليها سابقًا مركب كيميائي بلوري بسبب بعض العمليات الجيولوجية. لديهم بعض الخصائص الفيزيائية التي لا تتغير. تصنف المعادن من حيث التركيب الكيميائي إلى كبريتيدات وأكاسيد وهاليدات وكربونات وسيليكات وكبريتات وفوسفات.

خصائص المعادن

للمعادن بعض الخصائص الأساسية ، والتي تنقسم إلى نوعين ، وهما خواص فيزيائية وخواص كيميائية ، وسنذكرها في السطور التالية:

الخواص الكيميائية للمعادن

لديها عوامل اختزال جيدة.
القابلية للتآكل.
توجد أكاسيد في أشكالها الطبيعية الأساسية.

الخصائص الفيزيائية للمعادن

المعادن شديدة اللمعان.
كثافته عالية.
توصل الكهرباء بشكل جيد.
يذوب فقط عند تعرضه لدرجات حرارة عالية.
لديها القدرة على أن تكون قابلة للسحب وقابلة للطي.

مصادر المعادن الحديدية في قشرة الأرض

توجد معظم المعادن الحديدية بشكل طبيعي في قشرة الأرض ، وتتشكل نتيجة طبيعية لعمليات التبلور التي تحدث من خلال البراكين.
يمكن العثور على المعادن الحديدية في البحار من خلال اكتشاف بعض الهياكل القديمة الموجودة في أعماق المياه والتي تحتوي على نسب كبيرة من الحديد النقي.
هناك مصدر آخر يمكن الحصول منه على المعادن ، وهو من عمليات التحويل التي تحدث عندما تتفاعل العناصر مع بعضها البعض ، مثل الغازات التي تخرج من البراكين وتتسبب في تكوين معادن الحديد.
يتم تصنيف المعادن إلى العديد من التصنيفات مثل الكربونات ، والأكاسيد ، والكبريتات ، والسيليكات ، والمعادن الأحادية النقية ، والفوسفات.
يعد الماس والذهب والفضة من أهم المعادن النقية.

أغلى معدن في العالم

توجد أنواع مختلفة من المعادن على سطح الأرض ، فهناك أنواع متاحة بسهولة وسعرها رخيص ، وهناك أنواع باهظة الثمن ، وسنذكرها في السطور التالية:

تكتيوم: وهي من أثمن المعادن وتتميز بلونها الفضي ويرمز لها بـ TC.
الروديوم: يأتي مباشرة بعد عنصر العنصر ويتميز بتكوينه الفردي باعتباره سبيكة معدنية لم يسبق رؤيتها من قبل ويرمز لها بـ Rh.
البلاتين:هذا المعدن نادر للغاية ولكنه متوفر في جنوب إفريقيا ويرمز له بـ Pt.
ذهب: يتميز بلونه اللامع واللامع ويرمز له بالرمز Au والرقم الذري 79.
الرينيوم: وتتميز بلونها الأبيض ومعدنها النادر جدا ، العدد الذري 75 ويرمز له بالرمز Re.
البلاديوم: تتميز بدرجة حرارة منخفضة للغاية وكثافة منخفضة ، ويُعطى الرمز PD.
الروثينيوم: يستخدم هذا المعدن في صنع خيوط الترانزستور ويضاف إلى العديد من العناصر الأخرى ويُعطى الرمز Ru.
الأوزميوم: يتميز بلونه الرمادي المائل إلى الأزرق ، والذي يستخدم في صناعة الأقلام ، ويرمز له بـ OS ، وهو نوع من معدن البلاتين.
إيريديوم: إنه قريب من اللون الفضي وله الرمز IR والرقم الذري 77.