كيف يتم استخراج الحديد من التربة وكذلك خام الحديد؟ وسنتحدث أيضًا عن تكوين عنصر الحديد، وسنشرح أيضًا كيف تم استخراج الحديد قديمًا. كل هذا من خلال مقالتنا. تابعنا.
كيف يتم استخراج الحديد من التربة؟
1- التفجير أو التفجير:
لاستخراج الحديد من الأرض، يتم تفجير صخور التاكونيت باستخدام المتفجرات، وذلك بسبب صلابة هذا النوع من الصخور وصلابته. التاكونيت هو صخرة رسوبية حديدية، وهي عبارة عن مجموعة متنوعة من التكوينات الحديدية.
2- المواصلات:
يتم نقل قطع صخرة التاكونيت إلى شاحنات التفريغ على مجارف كهربائية عملاقة. يمكن لهذه المجارف أن تحمل ما يقرب من 85 طنًا من الصخور، ومن ثم يتم نقل التاكونيت إلى مصانع المعالجة.
3- التكسير:
بعد وصول قطع التاكونيت إلى مصانع المعالجة، يتم سحق قطع التاكونيت وتكسيرها إلى قطع صغيرة جدًا باستخدام آلات تكسير الصخور. تستمر آلات التكسير في سحق التاكونيت، ثم يتم خلط مسحوق التاكونيت مع الماء في المطاحن والخلاطات الدوارة لفترة من الزمن.
4- الفصل:
خلال هذه المرحلة، يتم فصل معدن خام الحديد عن مسحوق التاكونيت باستخدام المغنطة، أما الصخور المتبقية في المسحوق فهي نفايات.
5- التكوير:
في المرحلة قبل الأخيرة من تكوين المعدن، يتم خلالها تكوير وتشكيل مسحوق التاكونيت الذي يحتوي على الحديد والممزوج بالماء. يتم تشكيل كريات متوسطة الحجم من مسحوق التاكونيت داخل أسطوانات دوارة ضخمة، ثم يتم تجفيف الكريات وتبريدها لتصبح صلبة.
6- تكوين الحديد :
بعد أن يتم شحن كريات التاكونيت إلى المصانع في مختلف الولايات الأمريكية، يتم صهر كريات التاكونيت وتشكيلها إلى حديد.
خام الحديد
خامات الحديد هي صخور ومعادن يمكن استخراج خام الحديد منها اقتصاديًا. وعادة ما تكون الخامات غنية بأكاسيد الحديد وتتنوع ألوانها من الرمادي الداكن والأصفر الساطع والبنفسجي العميق إلى الأحمر الصدئ. غالبًا ما يتم العثور على الحديد نفسه في شكل المغنتيت (Fe3O4) أو الهيماتيت (Fe2O3) أو الجيوثيت أو الليمونيت أو السدريت. يُعرف الهيماتيت أيضًا باسم “الخام الطبيعي”. يشير الاسم إلى السنوات الأولى لصناعة التعدين، عندما كانت بعض خامات الهيماتيت تحتوي على 66% من الحديد ويمكن تغذيتها مباشرة في الأفران العالية لصنع الحديد. خام الحديد هو المادة الخام التي يصنع منها الحديد الخام، وهو أحد المواد الخام لصناعة الصلب. 98% من خام الحديد المستخرج يذهب إلى صناعة الصلب.
وهو عنصر من عناصر الحديد
وعندما فحص العلماء النيازك وجدوا أن حوالي 90% منها مكونة من الحديد، وهذا يدل على أن الحديد يأتي من باطن النجوم العملاقة في نهاية حياتها.
عندما يتحرك السيليكون، تندمج نواة ذرة الكالسيوم مع نواة ذرة الهيليوم لتكوين عنصر التيتانيوم غير المستقر.
– قبل أن تتحلل ذرة الكروم غير المستقرة تتحد مع ذرة الهيليوم مرة أخرى لتشكل ذرة الحديد غير المستقرة، وتتحد ذرة الحديد مع ذرة الهيليوم لتشكل ذرة نيكل غير مستقرة.
تتحد ذرة النيكل مع ذرة الكوبالت غير المستقرة ثم تتحول إلى ذرة حديد مستقرة.
– عندما نصل إلى ذرة حديد مستقرة لا تقبل الاندماج مع أي ذرات أخرى، ومن هنا يتكون الحديد.
كيف تم استخراج الحديد قديما؟
قديماً، كان يتم استخراج الحديد بالطرق التقليدية وهي السفع والنقل والتفجير والفصل باستخدام أدوات بدائية مثل الفأس.
ثم تم إنتاج الحديد في العصور القديمة في أفران تستخدم منفاخًا لضخ الهواء عبر كومة من خام الحديد المدفون في الفحم. أول أكسيد الكربون الناتج عن حرق الفحم يقلل من خام الحديد لإنتاج الحديد. ولم تكن الحرارة الناتجة كافية لإذابة الحديد، فكان الجزء السفلي من المعدن الناتج على شكل كتلة إسفنجية مليئة بالمسام المليئة بالرماد والخبث. تم إعادة تسخين الحديد الناتج لتليينه وإذابة الخبث، ثم تم طرقه بشكل متكرر لإزالة الخبث المنصهر. نتيجة هذه العملية الطويلة والشاقة هي الحديد المطاوع. إنها سبيكة مرنة ولكنها ضعيفة إلى حد ما.
وبمرور الوقت، اكتشف الحدادون في الشرق الأوسط أن الحديد المطاوع يمكن تحويله إلى منتج أقوى بكثير عن طريق تسخينه في وعاء يحتوي على الفحم لبعض الوقت، ثم غمره في الماء أو الزيت حتى يروى. وأدت هذه الطريقة إلى تكوين طبقة خارجية من الفولاذ للقطعة. ، بدأت تحل محلها سبيكة من الحديد وكربيد الحديد، وهي أصلب وأقل هشاشة من البرونز. قبل عام 200 قبل الميلاد، تمكن الهنود من إنتاج الفولاذ عالي الجودة في جنوب الهند عن طريق صهر خام الحديد والفحم والزجاج في البوتقات حتى ذاب الحديد وحل الكربون. وانتقلت هذه الفكرة من الهند إلى الصين بحلول القرن الخامس الميلادي.
في القرن الحادي عشر، صنع الصينيون الفولاذ بطريقة تشبه إلى حد ما طريقة بسمر، وذلك عن طريق إزالة الكربون جزئيًا عن طريق الطرق المتكرر للحديد ونفخ الهواء البارد، الأمر الذي تطلب إزالة مساحات كبيرة من الغابات لتلبية احتياجات صناعة الحديد من الفحم. .
وتقدمت صناعة الحديد أكثر فأكثر مع الاختراعات الإسلامية خلال العصر الذهبي للإسلام. وشمل ذلك إنشاء مصانع لإنتاج المعادن. وبحلول القرن الحادي عشر، انتشرت هذه المصانع في جميع الدول الإسلامية، من الأندلس وشمال أفريقيا غربًا إلى آسيا الوسطى شرقًا. كما توجد شواهد تشير إلى استخدام ما يشبه الفرن العالي في عهد دولة المماليك الأيوبية.
اخترع المسلمون أحد أشهر أنواع الفولاذ في العصور الوسطى، وهو الفولاذ الدمشقي، واستخدموه في صناعة السيوف، من عام 900 إلى عام 1750. وتم إنتاج هذا الفولاذ باستخدام البوتقات بطريقة تشبه الطريقة الهندية، إلا أنه يحتوي على الكربيدات، مما يجعل السيوف أكثر كفاءة في القطع.