استخدامات المعادن الحديدية تختلف المعادن في الخصائص الكيميائية والفيزيائية مما يجعلها عناصر مهمة في العديد من الصناعات منها الحديد والصلب والمغنتيت والهيماتيت، سنتحدث عن هذه العناصر ونستخدمها بشكل واضح.
استخدام المعادن غير الحديدية
- يعود اكتشاف معادن الحديد إلى ما قبل الميلاد. لأكثر من 2000 عام، أي في أوائل العصر البرونزي، عندما استخدموا هذه العناصر في بناء المعابد والهياكل الهندسية.
- حتى يومنا هذا، نستخدم المعادن غير الحديدية في مختلف الإنشاءات والصناعات.
- على الرغم من أن هذه العناصر غير قابلة للتجديد ولا يمكن العثور عليها بسهولة في قشرة الأرض، إلا أننا ما زلنا نفرط في استخدامها حتى الآن.
- تهتم العديد من المنظمات بعملية إعادة تدوير المعادن الحديدية بسبب صعوبة استخلاصها من الأرض والخوف من استنزاف العناصر الصلبة المهمة للكوكب.
ولا تفوت قراءة مقالتنا. أنواع المعادن واستخداماتها
استهلاك الحديد
- في الجدول الدوري يرمز الحديد بالرمز Fe ويصنف كعنصر انتقالي وموضعه في الجدول الدوري في الفترة الرابعة.
- الحديد هو المعدن الأكثر سوادًا الموجود في القشرة الأرضية.
- كما أنه من أهم العناصر الموجودة في جسم الإنسان في الهيموجلوبين والكلوروفيل النباتي.
- أهم استخدام للمعادن الحديدية هو الحديد في صناعة خطوط السكك الحديدية والجسور وهياكل السيارات وهياكل السفن والمعدات العملاقة.
- أهم عيب في الحديد هو الصدأ نتيجة التعرض المستمر للأكسجين والماء.
- هذا يجبر مصنعي الحديد على اللجوء إلى طريقة تسمى قطب الذبيحة، إضافة قطب كهربائي آخر بدلاً من الهيكل الرئيسي الصدأ والمعرض للأكسجين والماء.
صلب
- تتكون سبائك الصلب من الحديد والكربون، لذا فإن نسبة الكربون في تكوين السبيكة تتراوح من 1٪ إلى 2٪، إذا تجاوزت النسبة 2٪، سيكون الفولاذ هشًا، ويسمى الفولاذ الهش بالحديد الزهر.
- يتم إنتاج الفولاذ عند درجة حرارة عالية جدًا تصل إلى 650 درجة مئوية، ويتم إنتاج ما يقرب من 1500 مليون طن من الفولاذ سنويًا.
- يشترك الفولاذ في استخدام المعادن الحديدية منذ عهد الحرب، حيث كان يستخدم في صناعة السيوف والدروع والخناجر المستخدمة في الحروب.
- يتم استخدامه في صناعة الآلات والأدوات الكهربائية والخرسانة المستخدمة في البناء.
- يتم استخدامه في صناعة الأجهزة المنزلية مثل المكانس الكهربائية والمكاوي وبعض طائرات الهليكوبتر.
الحديد الزهر
- تصل درجة انصهار الحديد الزهر إلى 1500 درجة مئوية ويتكون من الحديد والكربون بحيث تزيد نسبة الكربون عن 2٪.
- يتكسر بسهولة ولا يمكن إعادة تشكيله بسبب درجة حرارة الانصهار العالية.
- يستخدم الحديد الزهر لأواني الطبخ والأطباق والمقالي المستخدمة في المطابخ والمطاعم.
أكسيد الحديد الأسود
- المغنتيت هو أقوى عنصر يحتوي على المغناطيس على وجه الأرض ويتميز بلونه الأسود ورمزه Fe3O4.
- من أهم استخدامات المعادن الحديدية التي يستخدم فيها المغنتيت في صناعة المغناطيس.
- ومعالجة المياه، يتم وضع أكسيد الحديد الأسود في قاع الأرضية المستخدمة للتنظيف لسحب الفضلات والملوثات إلى الماء، ثم يتم إزالته.
- تم استخدام المغنتيت في العلوم الطبية في التصوير بالرنين المغناطيسي.
- يتم استخدامه في تعدين الفحم لأنه يجذب الشوائب بين الفحم في مسحوق المغنتيت، لذلك يطفو الفحم النظيف إلى أعلى المسحوق بدون شوائب.
الهيماتيت
- الهيماتيت هو مصدر أساسي للحديد، وهو موجود بكثرة على كوكب الأرض، وتحتوي مكونات الهيماتيت على 70٪ من الحديد، والهيماتيت يرمز له بالرمز Fe2O3.
- يستخدم في مستحضرات التجميل وكذلك الدهانات لأنه يساعد في الحفاظ على لون الأصباغ.
- يستخدم بطرق زخرفية لأنه مشابه جدًا للكريستال وله مظهر رائع.
- يتم استخدامه في المجوهرات الرجالية.
- في الطب، يتم استخدامه للوقاية من الإشعاع الضار، حيث أنه يقاوم الأشعة السينية.
ولا تتردد في زيارة مقالتنا. كيف يصهر الحديد؟
الكربون الصلب
- الفولاذ الكربوني هو أحد قواعد الفولاذ، ونسبة الكربون كبيرة بجانب نسبة الحديد، وبعض العناصر الأخرى موجودة بنسب صغيرة.
- هناك ثلاثة أنواع من الكربون: عالي ومتوسط ومنخفض الكربون، ويختلف كل مستوى عن الآخر في نسبة الكربون في التركيب.
- يتم استخدامه في تصنيع الهياكل المعدنية الصغيرة للمعدات أو الآلات أو الأدوات الميكانيكية.
غير القابل للصدأ
- الفولاذ المقاوم للصدأ هو أحدث أنواع المعادن غير الحديدية وأكثرها فعالية ضد الصدأ والتآكل.
- يتكون الفولاذ المقاوم للصدأ من عنصر الكروم، والذي يقوم بعملية عزل بين الفولاذ والماء والأكسجين، ويبطئ عملية الصدأ ويمنع التآكل.
- يستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ في صناعة السكاكين والملاعق وبعض أدوات المطبخ.
- يمكن استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ في إنتاج بوابات الشقق والمحلات التجارية.
الألومنيوم
- يستخدم الألمنيوم في العديد من الصناعات من حولنا، ومن خصائص الألمنيوم أنه لا يتآكل أو يصدأ، ولكن تصنيعه معقد.
- يستخدم الألمنيوم في إنتاج الطائرات وسفن الفضاء.
- ولأنه لا يتآكل أو يصدأ، فإنه يستخدم في صناعة القوارب بسبب قدرته العالية على تحمل الماء.
- يتم استخدامه في إنتاج علب الصودا والتونة، وكذلك في تغليف بعض فروع الصناعات الغذائية الأخرى، لأنه يحافظ على رطوبة المنتج.
نحاس
- يعتبر النحاس من أقدم المعادن الحديدية المستخدمة على كوكب الأرض، حيث استخدم النحاس في صنع التماثيل حتى يومنا هذا، ومن أبرز هذه التماثيل تمثال الحرية.
- يستخدم النحاس الآن في إنتاج الكابلات والأسلاك الكهربائية والإلكترونية، وذلك لأنه موصل جيد للكهرباء وعنصر جيد لنقل البيانات عبر كبلات الإنترنت.
- يستخدم النحاس في صناعة أنابيب المياه التي تنقل المياه إلى المنازل.
نحاس
- النحاس، المعروف أيضًا باسم النحاس الأصفر، هو سبيكة معدنية غير حديدية قابلة للطرق بسهولة.
- مادة النحاس غير قابلة للاشتعال، لذا فهي آمنة جدًا في إنتاج الأثاث المنزلي والديكورات لغرف الأطفال.
- يستخدم النحاس في الإطارات الزخرفية الموجودة في الأثاث التقليدي، ويستخدم في صناعة المقابض لذوقه الراقي بسبب لونه الذهبي اللامع.
- يتم استخدامه في إنتاج الآلات الموسيقية وآلات النفخ.
مصادر المعادن الحديدية في قشرة الأرض
- تعطينا قشرة الأرض العديد من معادن الحديد بشكل طبيعي من خلال عمليات تسمى التبلور، وتحدث عمليات التبلور من السوائل البركانية مثل البراكين أو الذوبان الساخن.
- في البحار، يمكننا أن نجد معادن غير حديدية نتيجة ترسب المركبات البحرية في قاع البحر أو اكتشاف جسم قديم تحت الماء يحتوي على نسبة من الحديد النقي.
- إما من خلال تفاعل العناصر الأخرى من خلال عمليات التحويل التي تنتج معدن الحديد، أو تركيز الغازات المنبعثة من الفوهات البركانية التي تنتج معادن الحديد.
- تصنف المعادن اللاحديدية إلى سيليكات، كربونات، فوسفات، أكاسيد، كبريتيدات، كبريتات، هاليدات، وأحادي فلزات نقية.
- ومن أهم المعادن النقية الذهب والفضة والألماس، مما يجعلها أغلى ثمنا من بين المعادن الحديدية.
خصائص المعادن الحديدية
- تسمى المعادن غير الحديدية بهذا الاسم، لأن مكوناتها تحتوي أساسًا على الحديد.
- حالتها الطبيعية هي الحالة الصلبة ولا تنكسر بسهولة، وتتحمل درجات الحرارة المرتفعة، وتوصل الحرارة والكهرباء بشكل جيد.
- يمكن تشكيلها في الأشكال المقصودة عندما يتم اختزالها إلى سائل لزج عن طريق تعريضها لدرجة حرارة الغليان.
اقرأ أيضًا: البحث عن المعادن وأنواعها
لذلك، عبر موقع القلعة، تحدثنا عن أهم استخدامات المعادن الحديدية من حولنا، ومزايا وعيوب كل عنصر، وكذلك لاحظنا النسب المتعارف عليها للعناصر المركبة وكيفية العثور على خامات الحديد في بلد. القشرة.