يعتبر الحديد من اهم المعادن في العالم والتي تستخدم في البناء ويختلف أنواع الحديد وأسعاره بطريقة استعماله سنتحدث في مقالنا هذا عن الحديد واسرار هذا المعدن المهم و أسرار هذا المعدن المذهل انظر حولك! كم عدد الأدوات أو الأجهزة المصنوعة من الحديد حولك؟ هل يمكنك العثور على آثار لهذا المعدن في الحياة اليومية وحتى في الصناعات المختلفة؟ الجواب قصير وواضح: نعم! في الواقع ، يجب على المرء أن يسأل عما إذا كان هناك أي صناعة لا يستخدم فيها الحديد. هذه الجمل القليلة كافية للتعبير عن أهمية استخدام الحديد كأهم معدن عرفته البشرية. لكن كيف وصل هذا المعدن إلى هذه الشهرة والأهمية؟ ما هو الحديد وكيف تم اكتشافه؟ ما هي الخصائص التي تجعل الحديد يتفوق على المعادن الأخرى في وصف أهمية الحديد واستخداماته يمكن القول أنه مثل الماء الذي هو مصدر الحياة ، فإن قلب الصناعات المختلفة ينبض أيضًا بسبب وجود الحديد. هذا المعدن ، وهو العنصر الأكثر وفرة في قشرة الأرض بعد الألمنيوم ، قد شارك في حياة الإنسان لدرجة أنه سميت فترة باسمه ، العصر الحديدي. في بقية هذه المقالة ، سوف ندرس مصير هذا المعدن ، وكيف تم اكتشافه ، وكيف تم اكتشاف استخداماته المختلفة ، وكيف تم استخدامه في مختلف الصناعات الحساسة. لمعرفة السعر اليومي للحديد ارجع الى هذا الرابط. 
ما هو الحديد
من المحتمل أن السؤال عن ماهية الحديد قد عفا عليه الزمن بالفعل ، وعندما يسمع الجميع اسمه ، يفكرون في معدن بني قوي. ومع ذلك ، من أين تأتي هذه الكلمة؟ الحديد ، واسمه الأنجلو ساكسوني إيرين ، لديه الرمز الكيميائي Fe ، وهو مشتق من المصطلح اللاتيني Ferrum. يعتقد البعض أيضًا أن معنى كلمة حديد يشير إلى "معدن مقدس" ؛ لأنه في الماضي كان من أوائل المواد المستخدمة في صنع جميع أنواع الأسلحة القوية. هذا المعدن ذو العدد الذري 26 يقع في الفئة الرابعة والمجموعة الثامنة من الجدول الدوري. تبلغ كثافة الحديد 7.87 جرام لكل سنتيمتر مكعب ولذلك يتم وضعه في فئة المعادن الثقيلة نسبيًا ولكن بقوة عالية. تاريخ الحديد يعتقد المؤرخون أن المصريين كانوا أول من عمل بكميات صغيرة من الحديد منذ حوالي خمسة أو ستة آلاف عام. يبدو أن المعدن الذي استخدموه قد تم استخراجه من النيازك. دليل على ما يعتقد أنه المثال الأول لتعدين الحديد ونقاط صهره إلى الثقافة الحثية القديمة في ما يعرف الآن بتركيا. نظرًا لأن الحديد كان معروفًا بأنه مادة متفوقة جدًا في صناعة الأسلحة والأدوات مقارنة بالمعادن الأخرى ، فقد تم حماية عملية إنتاجه باعتبارها سرًا تامًا. ومع ذلك ، كانت التقنية الأساسية لصنعها بسيطة وتوسع استخدام الحديد تدريجياً. بقدر فائدة الحديد مقارنة بالمواد الأخرى ، فإن له عيوبًا أيضًا. اختلفت جودة الأدوات المصنوعة منه بشكل كبير حسب المنطقة التي تم فيها تعدين خام الحديد وطريقة استخلاص الحديد. كما لم تُفهم الطبيعة الكيميائية للتغيرات التي تحدث أثناء استخلاص الحديد حتى ذلك الحين. على وجه الخصوص ، لم تتحقق أهمية الكربون في صلابة الحديد كعامل رئيسي حتى ذلك الحين. بمعرفة هذا المعدن ، ما برأيك أهم خصائص الحديد التي جعلته ذا قيمة كبيرة خصائص الحديد نظرًا لخصائصه الفريدة ، وجد الحديد تطبيقات واسعة في مختلف الصناعات. هذه الخصائص مفيدة وعملية للغاية لدرجة أنه على الرغم من استخدام المواد المتقدمة مثل المركبات والمواد النانوية والسبائك الفائقة وما إلى ذلك ، لا يزال الحديد هو الخيار الأول لمختلف الصناعات لصنع الأجزاء المعدنية. وبالطبع اليوم يتم استخدام شكل آخر من أشكال الحديد بدلاً من الحديد النقي وهو الفولاذ الذي يتم الحصول عليه بإضافة الكربون بنسبة تصل إلى 2.1٪ إلى الحديد. 
أسعار الحديد الصلب تختلف أسعار الحديد الزهري عن الصلب ويعتبر هذا النوع من اغلى الانواع وسنتحدث عن خصائصه المهمة. من أهم خصائص الحديد القدرة على صناعة سبائك الصلب وإنتاجها ميزة مغناطيسية لينة ومرنة المطرقة منخفضة التكلفة ومتاحة التوصيل قوة عالية هيكل الحديد ما هو تآصل الحديد؟ هل توجد أنواع مختلفة من الحديد؟ الحديد له هياكل بلورية مختلفة عند درجات حرارة مختلفة. هذا يعني أنه عند ضغط 1 جو ، تتغير شبكته البلورية مع زيادة درجة الحرارة. هذا يؤدي إلى تكوين تآصل الحديد. هذه الميزة الخاصة هي سبب الخاصية المغناطيسية للحديد وقدرته على التحول إلى صلب. 
تحت درجة حرارة 727 درجة مئوية ، يحتوي هذا المعدن على هيكل بلوري مكعب مركزي (BCC). هذا النوع من الحديد يسمى ألفا حديد. أعلى من 727 درجة مئوية وتصل إلى 912 درجة مئوية ، يصبح التركيب البلوري للحديد مكعبا مركزيا للوجه (FCC) ، وهو ما يسمى حديد جاما. هذا الهيكل أيضًا مستقر حتى درجة حرارة 1394 درجة مئوية ، وفوق درجة الحرارة هذه يتحول إلى BCC مرة أخرى ، وهو حديد دلتا. من بين هذه المراحل الثلاث للحديد ، تعد مرحلة جاما هي الأكثر أهمية ، والتي تستخدم أيضًا على نطاق واسع. من أجل المعالجة الحرارية للفولاذ ، يتم تسخينها حتى تصبح بنية FCC ، والتي تسمى austenitizing. ثم ، مع معدلات تبريد مختلفة ، يمكن الحصول على هياكل مجهرية مختلفة للصلب. راجع هذا الرابط للتعرف على أنواع المعالجة الحرارية للفولاذ. كما يفقد الحديد خواصه المغناطيسية في نطاق درجة الحرارة فوق 770 درجة مئوية. هذا الحديد ، الذي ليس له خصائص مغناطيسية في نطاق درجة الحرارة من 770 إلى 910 درجة مئوية ، يسمى أيضًا بيتا الحديد. تُعرف درجة الحرارة البالغة 770 درجة بدرجة حرارة كوري للحديد ، حيث يتحول الحديد المغناطيسي إلى حديد مغناطيسي. أنواع خام الحديد: يوجد خام الحديد في تركيبات مختلفة. أكثر معادن أكسيد الحديد والمعادن الموجودة في قشرة الأرض شيوعًا هي: الهيماتيت الأحمر (Fe2O3) الهيماتيت البني أو الليمونيت (2Fe2O3.3H2O) المغنتيت (Fe3O4) Siderite (FeCO3) بيريت (FeS2) وفي الوقت نفسه ، يحتوي الهيماتيت على حوالي 40 إلى 60 في المائة من الحديد ومحتواه من الكبريت والفوسفور أقل من معادن الحديد الأخرى. يحتوي المغنتيت أيضًا على حوالي 60-70٪ حديد وتصل هذه الكمية إلى 30-40٪ في معدن الحديد. البيريت لا يستخدم في صناعة الحديد وهو غير اقتصادي. يُعرف البيريت بذهب الأحمق بسبب مظهره الذهبي! عملية إنتاج الحديد الهدف الرئيسي في إنتاج الحديد هو تحرير الحديد من الترابط الكيميائي مع الأكسجين ، وبما أن الفرن العالي هو أكثر العمليات كفاءة ، فإنه يجذب أكبر قدر من الاهتمام هنا. تُستخدم طرق بديلة تُعرف بالاختزال المباشر في العديد من البلدان ، ولكن أقل من 5٪ من الحديد يُصنع بهذه الطريقة. المجموعة الثالثة من تقنيات صناعة الحديد ، المصنفة على أنها اختزال الصهر ، لا تزال في مهدها. ما هي أفضل طريقة من بين الطرق المتاحة لإنتاج الحديد؟ ما هي الطريقة الأكثر اقتصادا 
أنواع الحديد الصلب للحديد انواع عديدة واستخدامات عديدة فهناك الصلب والزهري و غيرها سنتحدث عن انتاج الحديد في الفرن. إنتاج الحديد بطريقة الفرن العالي يتم إنتاج الحديد من خلال تقليل الكربون في فرن الصهر. يتم شحن خام الحديد (الهيماتيت Fe2O3) وفحم الكوك والحجر الجيري (CaCO3) (عادة بنسبة 1: 4: 8) من أعلى الفرن. ثم يدخل الهواء الساخن من خلال ثقوب بالقرب من قاع الحجرة ويحدث انفجار ، يحرق فحم الكوك والمواد المشحونة الأخرى. ينتج فحم الكوك المحترق حرارة تبلغ حوالي 2000 درجة مئوية. عن طريق حرق فحم الكوك ، يتم إنتاج أول أكسيد الكربون ، والذي يتحرك إلى أعلى ويقلل Fe2O3 و FeO. يتحلل الحجر الجيري عند حوالي 900 درجة مئوية والنتيجة هي أكسيد الكالسيوم الذي يتحد مع السيليكا ويشكل الخبث (CaSiO3). يستمر أول أكسيد الكربون في التفاعل مع الحديد O والنتيجة هي الحديد المنصهر ، والذي يسمى الحديد الخام. يحتوي الحديد الزهر على حوالي 4٪ كربون وما يصل إلى 1٪ فوسفور وحوالي 0.02 إلى 0.08٪ كبريت وهو غير مناسب للاستخدام الصناعي. الكبريت عنصر مصاحب غير مرغوب فيه لأنه يتسبب في حدوث تشققات وتسرب للغاز في الأنظمة الحامضة التي تحتوي على غاز H2S. لذلك ، يتم تنفيذ عملية إزالة الكبريت بواسطة الصودا أو كربيد الكالسيوم لتقليل كمية الكبريت والوصول إلى جزء من الألف في المائة. من خلال إزالة الفوسفور ، يمكن تقليل نسبة الفوسفور في الحديد الخام. 
إنتاج الحديد بطريقة الاختزال المباشر في هذه العملية ، يتم استخدام درجة حرارة أقل من درجة حرارة انصهار خام الحديد والمواد الأخرى المصاحبة لإنتاج الحديد. تبقى الشوائب (مواد النفايات) في المنتج الشبيه بالإسفنج (الحديد الإسفنجي) المعروف باسم حديد الاختزال المباشر (DRI) ويجب إزالته في عملية صناعة الصلب اللاحقة. لذلك ، فإن الخامات عالية الجودة والكريات المصنوعة من مركزات فائقة التركيز (على الأقل 66٪ حديد) هي المناسبة لصناعة الحديد DR. تُستخدم طريقة التجديد المباشر في الغالب في حالات خاصة ، والتي ترتبط غالبًا بالإمداد الرخيص للغاز الطبيعي. تتكون الطريقة من عدة عمليات تعتمد على استخدام فرن دوار منخفض المنحدر حيث يتم شحن الخام والفحم والمواد المعاد تدويرها في الطرف العلوي بالحرارة التي يوفرها موقد الزيت أو الغاز. ومع ذلك ، فإن النتائج متواضعة مقارنة بالعمليات القائمة على الغاز ، والتي يتم إجراء العديد منها في أفران العمود. في أنجح هذه العمليات ، والمعروفة باسم عملية Midrex (جزء من اسم مطورها ، شركة Midland-Ross) ، يقوم المصلح بتحويل غاز الميثان (CH4) إلى خليط من أول أكسيد الكربون والهيدروجين ويغذي هذه الغازات في النصف العلوي يرسل فرن رمح صغير. بعد ذلك ، يتم اختزال المواد كيميائيًا عند درجة حرارة 850 درجة مئوية. يتم تبريد الشحنة المعدنية في النصف السفلي من العمود قبل تفريغها. إنتاج الحديد بطريقة الاختزال الصهر تشبه هذه الطريقة طريقة الإنعاش المباشر ، ولكن يتم إجراؤها في خطوتين فقط. تعد ندرة فحم الكوك للاستخدام في الأفران العالية وارتفاع تكلفة أفران الكوك سببين لظهور هذه العملية واستبدالها بدلاً من طرق إنتاج الحديد الأخرى. في هذه الطريقة ، يتم استخدام وحدتين لإحياء الذوبان. في الوحدة الأولى ، يتم تسخين خام الحديد وتجديده بواسطة غازات العادم من الوحدة الثانية ، وهي عبارة عن مصهر - تغويز بالفحم والأكسجين. ثم يتم صهر الخام شبه المختزل في الوحدة الثانية ويتم إنتاج الحديد المصهور. تتيح تقنية استعادة الصهر إمكانية استخدام مجموعة واسعة من خامات الحديد الخشنة الدقيقة لإنتاج الحديد. أيضًا ، هناك ميزة أخرى لهذه الطريقة وهي أنه في حالة عدم إمكانية استخدام الغاز ، يمكن استخدام فحم الكوك مباشرة. 
أسعار الحديد تختلف أسعار المعادن التي تستخدم في البناء وارتفعت أسعار الحديد في الآونه الاخيرة. ما فائدة الحديد يستخدم الحديد والصلب بشكل رئيسي في أنواع مختلفة من الوحدات الهيكلية في الحضارة الحديثة والهندسة المدنية. هناك أنواع مختلفة من الفولاذ لها خصائص وتطبيقات مختلفة ، وهي مصنوعة من الحديد ومن خلال صناعة السبائك بالكربون وعناصر كيميائية أخرى. لا يجوز استخدام الحديد في شكله النقي اليوم ، ومعظم المنتجات التي تحتوي على الحديد تحتوي في الواقع على هذا العنصر في شكل فولاذ مختلف. يتمثل الاستخدام الرئيسي للحديد في صناعة الفولاذ والحديد الزهر. يشيع استخدام الفولاذ الكربوني المتوسط في الجسور وأبراج الطاقة وسلاسل الدراجات وأدوات القطع وبراميل البندقية. كما أنه يستخدم كمحفز كيميائي في عملية هابر لإنتاج الأمونيا. كما أنه يستخدم كعامل اختزال في إنتاج الهيدروجين على نطاق صغير. الفولاذ المقاوم للصدأ هو سبيكة مهمة من الحديد تحتوي على ما لا يقل عن 12 إلى 15٪ من الكروم والمعادن الأخرى مثل النيكل والموليبدينوم والتيتانيوم والنحاس ، وهي مقاومة للتآكل وتأثير الأحماض. تستخدم هذه الأنواع من الفولاذ على نطاق واسع في البناء ، وصنع المحامل ، وأدوات المائدة ، والأدوات الجراحية الطبية والمجوهرات. الحديد الزهر هو سبيكة أخرى من الحديد تحتوي على 2 إلى 5 في المائة من الكربون والتي تستخدم على نطاق واسع في الأنابيب والصمامات والمضخات وإنتاج المغناطيس. 
إعادة تدوير الحديد يستخدم الحديد كعنصر في المركبات ، وخاصة سبائك الصلب ، من السيارات إلى السفن والطائرات. لكن هل يمكن إعادة تدوير الحديد؟ الجواب نعم؛ إعادة تدوير جميع عناصر الحديد له فوائد بيئية عديدة. تعد القدرة على إعادة تدوير الحديد والصلب أمرًا مهمًا لأن تكلفة إعادة تدويرهما أقل بكثير من تكلفة إنتاج الحديد من الخام. عن طريق إعادة تدوير الحديد ، لا تقل خصائصه. بالإضافة إلى ذلك ، فإن عملية إعادة تدوير الحديد قابلة للتكرار ويمكن إعادة تدويرها مرة أخرى بعد كل إعادة تدوير وإعادة استخدام. من خلال القيام بذلك ، فإنه يساعد بنشاط على تقليل استخدام الموارد الطبيعية ، وخفض انبعاثات الكربون وتقليل كمية الطاقة اللازمة لإنتاج المزيد من المعادن من الخام. بتعبير أدق ، لكل طن من الحديد والصلب المعاد تدويره ، يمكن توفير 1.5 طن من خام الحديد ، مما يقلل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري بنسبة 86٪ وتلوث المياه بنسبة 76٪. في هذا الصدد وللتعرف أكثر على عملية إعادة تدوير الحديد اقرأ مقال ما هي خردة الحديد؟ الاستنتاج الآن نحن نعرف ما هو الحديد ولماذا وكيف وصل إلى هذا المكانة القيمة في الصناعة وحياة الإنسان. على الرغم من التقدم التكنولوجي وظهور مواد متطورة وجديدة ، فإن استخدام الحديد باعتباره المعدن الأكثر فائدة للبشرية لم يتوقف أبدًا. الخصائص المذهلة لهذا المعدن ، والأهم من ذلك ، إنتاج الفولاذ من الحديد ، جعلت الحديد دائمًا أهم معدن في مختلف الصناعات. تعد تكلفة الإنتاج المنخفضة ، وإعادة التدوير ، والقوة العالية ، والخصائص المغناطيسية والوفرة من بين أسباب شعبية هذا المعدن وأهميته. نظرا لأهمية هذا المنتج واستخداماته العديدة في حياتنا نقدم لكم جميع مواد البناء، و بأسهل الطرق التجارية للتواصل معنا عليكم ملئ الاستمارة الظاهرة اسفل الشاشة ، لدينا افضل المستشارين التجاريين المتواجدين على طوال اليوم للرد على جميع اسئلتكم.