تتميز المعادن الحديدية باستخدامتها المتعددة والمختلفة وسوف نقوم بذكر بعض استخدامتها خلال السطور التالية:
استخدامات عنصر الحديد
يوجد عنصر الحديد في الدورة الرابعة من الجدول الدوري ويتم منحه رمز f، وهو من العناصر الانتقالية.
من أكثر وأشهر المعادن التي تتواجد في القشرة الأرضية.
ترجع أهمية عنصر الحديد لأنه مهم جدا لجسم الإنسان ويوجد في هيموجلوبين الدم أما بالنسبة للنباتات فيوجد في الكلوروفيل.
يتم استخدام عنصر الحديد في العديد من الاستخدامات المختلفة مثل صناعة الجسور والهياكل الخاصة بكل من السفن والمعدات الصناعية والسيارات بالإضافة إلى السكك الحديدية.
يحتوي عنصر الحديد على بعض العيوب وهي تعرضه للصدأ ويرجع سبب حدوث ذلك لأنه يتعرض بصورة مستمرة إلى عنصري الماء والأكسجين.
لهذا السبب تعتمد الشركات المختصة بتصنيع الهياكل الحديدية باستخدام طريقة يطلق لقب القطب المضحي عليها، وهي عبارة عن وضع قطب حديد قابل للتعرض للصدأ فوق القطب الأساسي حتى يمنعه من التعرض للماء والأكسجين.
الفولاذ
يحتوي الفولاذ على عنصرين أساسين وهما عنصر الكربون والحديد،تشكل نسبة الكربون من 1% وصولا إلى 2%، يجب التنويه أنه إذا زادت نسبة عنصر الكربون في الفولاذ فسوف يجعله هشاً سيتم إطلاق لقب الحديد الزهر عليه.
أما بالنسبة إلى تصنيع الفولاذ فإنه يتم من خلال درجة حرارة عالية جدا يمكن أن تصل إلى 650 درجة مئوية، ويتم العمل على إنتاج كمية كبيرة من الفولاذ بشكل سنوي تصل إلى حوالي 1500 مليون طن.
يدخل الفولاذ في العديد من الاستخدامات المختلفة، فقديما كان يتم استخدامه في صناعة الخناجر والسيوف والدروع ثم حاليا يستخدم في صناعة الأدوات العملاقة والخرسانات والآلات، بالإضافة إلى صناعة الأدوات المنزلية المتنوعة مثل المكواة والمروحة والمكنسة الكهربائية.
الحديد الزهر
يكون هنا نسبة عنصر الكربون أكثر من 2% لذلك يكون عنصر الحديد قابل للتشكيل وسهل انكساره.
يتم انصهار الحديد الزهر في درجة حرارة تصل إلى حوالي 1500 درجة مئوية .
يستخدم الحديد الزهر في العديد من الاستخدامات المتنوعة مثل صناعة المقالي التي تستخدم في المطبخ والصحون ومعظم أواني الطبخ.
الماجنتيت
من أهم العناصر على كوكب الأرض التي تحتوي على نسبة عالية من المغناطيس، ويرمز عنصر الماجنتيت برمز Fe3O4، ويتميز بلونه الأسود.
يدخل عنصر الماجنتيت في العديد من الصناعات المهمة مثل تنقية المياه ويتم ذلك من خلال وضعه ليقوم بسحب جميع الملوثات والنفايات التي توجد في المياه إلى قاع الوسيلة المستخدمة في عملية التنقية.
ويستخدم في تصوير الرنين المغناطيسي، بالإضافة إلى تعدين الفحم وذلك من خلال جذب جميع الشوائب التي توجد في الفحم حتى يتم الوصول إلى الفحم الخالص.
الكربون الصلب
من أهم أساسيات تكوين الفولاذ ويوجد بنسبة عالية بجانب العديد من العناصر المختلفة بنسب متفاوتة.
هناك ثلاثة أنواع من الكربون الصلب وهم الكربون المنخفض والمتوسط والعالي.
يتم استخدامه في صناعة الأدوات الميكانيكية والهياكل الخاصة بالسيارات.
استانلس
ترجع أهمية عنصر الاستانلس أنه ضد التعرض للتآكل والصدأ وذلك لأنه يحتوي على عنصر الكروم الذي يقوم بعزل عنصري الأكسجين والماء عن الفولاذ مما يمنع حدوث التآكل والصدأ.
يتم استخدامه في صناعة أواني الطبخ والملاعق والسكاكين بالإضافة إلى صناعة بوابوات خاصة بالمحلات والمساكن.
الألومنيوم
بسبب عدم قابليته للتآكل والصدأ فيتم استخدامه في العديد من الاستخدامات مثل سفن الفضاء الجوي والطائرات والقوارب.
ويستخدم الألومنيوم في صناعة علب التونة والصودا لأنه يمنع تعرض المنتج للرطوبة.
النحاس
من أوائل العناصر الحديدة التي تواجدت على سطح الأرض وكان يتم استخدامه في صناعة التماثيل وأكبر مثال لذلك تمثال الحرية.
ويدخل عنصر النحاس في صناعة الأسلاك الكهربائية والكابلات لأنه ينقل الكهرباء والبيانات لذلك يتم الاعتماد عليه في وقتنا الحالي في توصيل الإنترنت.
بالإضافة إلى استخدامه في صناعة أنابيب المياه.
النحاس الاصفر
يتم إطلاق لقب البراس عليه لأنه يدخل في تكوينه خليط من المعادن الحديدية التي تمتاز بالمرونة.
يتميز النحاس الأصفر عن بقية المعادن لأنه غير قابل للاشتعال لذلك يتم إدخاله في صناعة ديكورات الأثاث الخاص بغرف الأطفال.
بالإضافة إلى صناعة براويز الزخارف والمقابض التي تمتاز بلونها الذهبي والآلات النحاسية ومعظم أدوات الموسيقي.
الهيماتيت
من أهم مكونات الحديد حيث تشكل نسبته 70%، ويرمز للهيماتيت بFe2O3.
يتم استخدامه في الدهانات وأدوات التجميل.
يدخل في صناعة المجوهرات الرجالى.
يستخدم بشكل أساسي في الطب لأنه يمنع الإشعاعات السينية.
ماهو تعريف المعادن
مواد صلبة تنشأ بصورة طبيعية وتمتلك بناء بلوري وكان يطلق عليها سابقا على أنها مركب كيميائي كريستالي الشكل بسبب بعض العمليات الجيولوجية، وتتمتع ببعض الخصائص الفيزيائية التي لا تتغير ويتم تصنيف المعادن من حيث التركيب الكيميائي إلى كبريبيدات وأكاسيد وهاليدات وكربونات وسيلكات وكبريتات وفوسفات.
خصائص المعادن
تتمتع المعادن ببعض الخصائص الأساسية والتي تنقسم إلى نوعين وهم خصائص فيزيائية وخصائص كيميائية وسوف نقوم بذكرهم خلال السطور التالية:
خصائص المعادن الكيميائية
تمتلك عوامل اختزال جيدة.
تمتلك قابلية التعرض للتآكل.
يوجد أكاسيد في أشكالها الطبيعية الأساسية.
خصائص المعادن الفيزيائية
تتميز المعادن بأنها شديدة اللمعان.
كثافتها مرتفعة.
موصلة للكهرباء بصورة جيدة.
لا تنصهر إلا عند التعرض لدرجات حرارة عالية.
لها قابلية للسحب والطي.
مصادر المعادن الحديدية في القشرة الأرضية
توجد معظم المعادن الحديدية في القشرة الأرضية بشكل طبيعي، وتتكون كنتيجة طبيعية لعمليات التبلور التي تحدث من خلال البراكين.
ويمكن إيجاد المعادن الحديدية في البحار من خلال اكتشاف بعض المنشآت القديمة التي توجد في أعماق المياه، والتي يدخل في تكوينها نسب كبيرة من الحديد الصافي.
يوجد مصدر آخر يمكن من خلاله الحصول على المعادن وهو من عمليات التحول التي تحدث عند تفاعل العناصر مع بعضها البعض مثل الغازات التي تخرج من البراكين وتتسبب في تكوين المعادن الحديدية.
يتم تصنيف المعادن إلى العديد من التصنيفات مثل كربونات وأكاسيد وكبريتات وسيليكات ومعادن أحادية خالصة وفوسفات.
الماس والذهب والفضة من أهم المعادن الأحادية الخالصة.
أغلى المعادن في العالم
تتنوع المعادن على سطح الأرض فهناك أنواع متوفرة بسهولة وثمنها رخيص وهناك أنواع غالية وسوف نقوم بذكرها خلال السطور التالية:
تكتيتيوم: يعد من أغلى المعادن ويمتاز بلونه الفضي ويرمز له بtc.
الروديوم: يأتي بصورة مباشرة بعد عنصر تكتيتيوم ويتميز بأنه يتشكل بصورة منفردة فلم يتم رؤيته من قبل كخليط معدني ويرمز بـRh.
البلاتين:يتيمز هذا المعدن بأنه نادر للغاية ولكنه يتوفر في جنوب أفريقيا ويرمز له بـPt.
الذهب: يتميز بلونه البراق والامع ويرمز له برمز Au وعدده الذري 79.
الرينيوم: يتميز بلونه الأبيض ومن المعادن النادرة جدا ورقمه الذري 75 ويرمز له برمز Re.
البلاديوم: يمتاز بأن حرارته منخفضة جدا وأنه قليل الكثافة ويتم إعطاؤه رمز PD.
الروثينيوم: يتم استخدام هذا المعدن في صناعة خيوط الترانزستور ويتم إضافته على العديد من العناصر الأخرى ويتم إعطاؤه رمز Ru.
الأوزميوم: يمتاز بلونه الأزرق المائل للرمادي يتم استخدامه في صناعة رؤوس الأقلام ويرمز له بOS، وهو نوع من أنواع معدن البلاتين.
الإيريديوم: يمتاز بلونه القريب من الفضي ويرمز له برمز IR وعدده الذري 77.
