كيف يصنع الحديد

الحديد

يعتبر خام الحديد المادة التي تصنع منها الحديد الصلب، والذي يتم استخراجه من الصخور من باطن الأرض، ويتم وضعه في فرن بدرجات حرارة عالية جداً لصهره وتصفيته من التراب، وتعتبر الصين هي أكبر دولة من حيث إنتاج الحديد، حيث بلغ إنتاجها قرابة 520 طن خلال عام 2006، وتأتي أستراليا في المرتبة الثانية بحجم إنتاج 270 طن، والبرازيل بحجم إنتاج 250 طن بنفس العام.

أنواع خامات الحديد

• الهيماتيت: وهو أكسيد الحديد ويرمز له علمياً برمز Fe2O3 والذي يحتوي على 70% من الحديد، وله عدة ألوان فمنه اللون الأسود والرمادي والأحمر وذلك اعتماداً على حجم الشوائب فيه، ويكون إما مسحوقاً أو على شكل كتل ضخمة.
• الماجينيت: ويرمز له علمياً Fe3O4 ويحتوي على نسبة حديد قرابة 72% ، ومن ألوانه الأسود البراق اللامع، وهو أنقى نوع من أنواع الحديد.
• الليمونيت: يرمز له علمياً بالرمز 2Fe2O3H2O ويحتوي على نسبة حديد 40% وماء بنسبة 10%، ويكون باللون الأصفر المائل للبني.

طرق صناعة الحديد

طريقة الفرن العالي

يدخل تيار هواء ساخن من خلال أنابيب للنفخ، فيتفاعل الفحم الحجري مع الأكسجين فينتج عنه أول أكسيد الكربون، حيث يصعد غاز ساخن من خلال شقوق الفحم الحجري فيختزل أكاسيد الحديد ويصبح أول أكسيد الكربون ثم تصبح ثاني أكسيد الكربون، فيغادر هذا الغاز قمة الفرن من خلال منافذ معينة، فيسيل الحديد المصهور والخبث نتيجة الحرارة العالية باتجاه الموقد، أما فيما يتعلق بنواتج هذه الطريقة فهي كما يلي:

• الخبث: حيث يحتوي على كميات صغيرة من أكاسيد الحديد، وهو نفسه رماد الفحم الذي يستخدم في صناعة الإسمنت ورصف الطرق.
• حديد التمساح: والذي يحتوي على نسبة كربون 5%إ و93% حديد صافٍ ويكون هشاً وبعد صهره مرّة أخرى يصبح صلباً.

طريقة الاختزال المباشر

هو أسلوب اختزال أكاسيد الحديد للحصول على حديد باستخدام الغازات، حيث تتم هذه الطريقة بدرجات حرارة أقل من درجات حرارة الانصهار، حيث تتراوح درجات الحرارة ما بين 800-900 درجة، ويطلق على الحديد الذي ينتج من هذه العملية اسم ” الحديد الإسفنجي”، ويعتمد إنتاج الحديد من هذه الطريقة على ميزات هذا الأسلوب وهي كما يلي:

• لا تحتاج هذه العملية للفحم الحجري وهي مادة غالية الثمن ولا تتوفر بسهولة خاصة بالدول العربية.
• تعتبر هذه الطريقة غير مكلفة بالمقارنة مع الطرق الأخرى كطريقة الفرن الحراري.
• تعد من الطرق البسيطة وسهلة الاستخدام، كما تتوفر في الدول التي تستخدم هذه الطريقة المصادر المطلوبة مثل الغاز الطبيعي.