تشكيل الحديد

تشكيل الحديد

يُعتبر الحديد معدناً ذا كثافة عالية، ويتميز بخصائص مغناطيسية مميزة، ويشكل ما نسبته 5% من وزن القشرة الأرضية، وهو رابع أكثر العناصر وفرة بعد الأكسجين والسيليكون والألومنيوم، حيث يذوب هذا المعدن عند درجة حرارة 1538 درجة مئوية، أي ما يعادل 2800 درجة فهرنهايت، ويُمكن تشكيل هذا المعدن باستخدام الطرق الآتية:

• باستخدام الطرْق: إذ يُمكن تشكيل الحديد بسهولة بواسطة المطرقة، ولكن في معظم الأحيان يتم إضافة عناصر أخرى معه لتحسين خصائصه، مثل الفولاذ الذي يتكون من سبائك الحديد والكربون، والهدف الرئيسي من تشكيل الحديد هو فصل الحديد عن أكاسيده، ويستخدم الفرن اللافح (بالإنجليزية: blast furnace) بصفة أساسية لهذا الغرض، حيث يتم رفع درجة الحرارة إلى 200 درجة مئوية، وتحويل أكاسيد الحديد إلى الحديد المعدني.
• الاختزال المباشر: (الإنجليزية: direct reduction)، والتي ينتج عنها الحديد الإسفنجي، ويتم فيها استخراج الحديد من خاماته عند درجة حرارة أقل من درجة الانصهار، لكن أقل من 5% من الحديد يتم تشكيله بهذه الطريقة.

مصدر الحديد الموجود على الأرض

بناءً على المعايير العلمية فإن تشكل الحديد يُعتبر من أكثر العمليات المدهشة؛ حيث إن نوعاً من النجوم يُعرف باسم العملاق الأحمر يقوم بتحويل ذرات الهيليوم إلى ذرات من الأكسجين والكربون، ثم تبدأ هذه الذرات بالتحول إلى ذرات الحديد، وهو أثقل نوع من الذرات يمكن أن ينتجه النجم، وعندما تصبح معظم الذرات التي يتكون منها النجم هي ذرات حديد يتحول هذا النجم إلى ما يعرف بالمستعر الأعظم (supernova) الذي ينفجر ويملأ الفضاء بذرات الحديد والأكسجين والكربون، وتستقر هذه الذرات في بعض الكواكب مثل الأرض بفعل الجاذبية.

استخدامات الحديد

للحديد استخدامات عدة، منها:

• الحديد مكوّن أساسي للسبائك التي تتكون من خليط من الكربون والنيكل والكروم والعديد من العناصر الأخرى.
• إنتاج المغناطيس .
• إنتاج المنتجات المعدنية المصنعة.
• صناعة الآلات الصناعية.
• صناعة معدات النقل.
• صناعة الألعاب والسلع الرياضية.