معدن يستخدم في صناعة السفن

معدن يستخدم في بناء السفن

يستخدم الفولاذ في صناعة السفن ، والقضبان ، والجسور ، والهياكل والمباني الشاهقة. سبائك الصلب عبارة عن خليط من الحديد ومواد أخرى مثل النيكل والكروم لجعل السبيكة أكثر مقاومة للتآكل أو لجعلها أقوى.

العصر الحديدي

حصل الإنسان في عصور ما قبل التاريخ على الحديد من النيازك ثم صنع الأدوات والأسلحة وأجزاء أخرى منه. كلمة حديد في العديد من اللغات القديمة تعني معدن من السماء. تم استخدام الحديد النيزكي في العصور القديمة جدًا ، ويُعتقد أنها تعود إلى أربعة آلاف سنة قبل الميلاد.
يُعتقد أن الحيثيين كانوا أول من عرف الحديد بكميات كبيرة وعاشوا فيما يعرف الآن بتركيا (1400 قبل الميلاد). وصل العالم إلى القرن العاشر قبل الميلاد. اخترعت معظم الحضارات القديمة في ذلك الوقت تقنيات إنتاج الحديد وبالتالي بدأ العصر الحديدي.
كانت أفران تعدين الحديد الأولية ضحلة وضحلة. بدا نحاسهم مثل القصدير. تم تسخين خام الحديد والفحم في الفرن. لم يتم استخدام المعدن الحديدي الناتج بشكل مباشر ، ولكن تم تسخينه مرارًا وتكرارًا والتخلص منه في كل مرة ؛ تخلص من الشوائب المتصلبة المتبقية ، وخاصة الكربون ، مما يجعل الحديد هشًا.
كان صانعو الحديد من حوالي 1200 بعد الميلاد قادرين على تسخين وتشكيل وتبريد الحديد المستخرج لإنتاج وإنتاج الحديد القابل للطرق. كانت خصائص الحديد المرن الناتج مشابهة جدًا لخصائص الفولاذ الكربوني المنتج في العصر الحديث ، والذي يحتوي على كميات صغيرة من الكربون. .
سرعان ما تعلم عمال الحديد نفخ الهواء فوق القضبان أو المقالي في الفرن ، مما أدى إلى زيادة درجة الحرارة بشكل كبير ، وكان لهذا الاكتشاف تأثير كبير في تحسين جودة الحديد المنتج. استخدم عمال الحديد في وقت لاحق أداة أو جهازًا يسمى منفاخًا لدفع الهواء عبر القضبان إلى الفرن.
حوالي عام 700 بعد الميلاد ، تمكن صانعو الحديد في منطقة كاتالونيا – الآن في شمال شرق إسبانيا – من الحصول على أفضل صورة لفرن استخراج الحديد. كان هذا الفرن معروفًا في ذلك الوقت باسم Corktlán ، وتم ضغط الهواء في قاعدة الفرن وإجباره على الخروج من الداخل ، باستخدام الطاقة المائية ، وتبلغ الطاقة الإنتاجية لـ Corectlan حوالي 160 كجم من ألياف الحديد كل خمس ساعات ، وهذا الإنتاج كثير أكبر من الأفران السابقة.

مركبات الحديد

الأكثر شيوعًا هي +2 أو +3 مركبات الحديد التكافؤ وتسمى مركبات الحديد ثنائية التكافؤ (الحديدية) مثل أكسيد الحديديك (FeO) ومركبات الحديد ثلاثية التكافؤ (الحديدية) مثل أكسيد الحديديك Fe2O3.

يمكن أن يكون تكافؤ مركبات الحديد سداسي التكافؤ في شكل رباعي هيدرات البوتاسيوم (K2FeO4). تكون مركبات الحديد التي تدخل في تفاعلات الأكسدة الكيميائية رباعي التكافؤ. توجد مركبات الحديد المعدني ذات التكافؤ الموجب أو السالب. وحتى الحديد يوجد أحيانًا في حالة عنصرية في جسم الانسان.

تستخدم بعض الأنواع لطباعة الأوراق في بعض الرسومات الفنية. يشير Ferric 2+ في الكيمياء إلى مركبات من الحديد ثنائي التكافؤ (+2 حالة أكسدة) ، حديدي (حديد) غير متجانس ، والذي يشير إلى مركبات من الحديد ثلاثي التكافؤ (حالة الأكسدة +3) ، خارج الكيمياء ، تُستخدم صفة الحديديك للإشارة إلى حضور. مكاوي. كلمة ferrous مشتقة من الكلمة اللاتينية ferrum ، “حديد” ، والتي تشمل المعادن الحديدية ، والصلب ، وخام الحديد.

تعتبر كبريتات الحديدوز المائية واحدة من أكثر المصادر المتاحة لأكسيد الحديد (FeO) ، ولكنها أكثر عرضة للأكسدة في الهواء من NH4) 2Fe (SO4) 2 • 6H2O) وبشكل عام تميل مركبات الحديد الحديدي إلى الأكسدة في الهواء لتصبح مركبات الحديد.

رواسب خام الحديد

تشكلت أكبر رواسب خام الحديد في العالم نتيجة لعمليات مختلفة بدأت منذ أكثر من ملياري عام. بدأت عمليات تكوين الخام في بعض مناطق الكرة الأرضية ، ثم تحولت هذه المناطق إلى بحار سطحية ضحلة ، حيث ظهرت مركبات الحديد المترسبة من مياه البحر إلى القاع تدريجياً. في قاع البحر ، تم دمج خام الحديد المترسب مع الرمل والطين الناعم الحبيبات في شكل صخري.
ثم تسببت الزلازل والتحولات في القشرة الأرضية في ارتفاع الصخور المتكونة في قاع البحر إلى مستوى سطح البحر ، وفي بعض مناطق العالم تشكلت خامات الحديد بتركيزات عالية جدًا ، نتيجة تسرب المياه عبر الصخور ، مثل تساقط المياه. يذوب الكثير من الرمل الصخري ويترك وراءه تركيزات عالية من الخام

الحديد في الطبيعة

يتحد معظم الحديد الموجود في قشرة الأرض مع الأكسجين لتكوين أكاسيد الحديد ، وهي خامات الحديد في الطبيعة ، مثل الهيماتيت المغنتيت. الحديد موجود بكثرة في بعض التكوينات الصخرية. هذه التكوينات الجيولوجية هي نوع من الصخور يتكون من طبقات رقيقة من أكاسيد الحديد ، إما أكسيد الحديد الأسود (Fe3O4) أو الهيماتيت (Fe2O3) ، بالتناوب مع طبقات من الصخور والطين فقيرة بالحديد. تشكلت هذه التشكيلات ما بين 3700 و 1800 مليون سنة. هناك أشكال أخرى من خامات الحديد مثل ليمونيت بيريت ، إلمنيت وسيدريت ، حوالي 1 من 20 نيزك يتكون من الحديد والمعادن الغنية بالنيكل مثل تينيت (35-80٪ حديد) وكاماسيت (90-95٪ حديد). على الرغم من ندرتها ، إلا أن النيازك الحديدية هي المصدر الرئيسي للحديد على الأرض.

تقليل من التلوث

الربح من الغازات الضارة المنبعثة من أسطح الأفران ، في عملية تجديدها وإعادة شحنها. معالجة المياه من وحدات الإنتاج حيث يمكن إعادة استخدامها أو إهدارها.جمع الغبار المتصاعد يمكن استرداد المواد الصلبة المفيدة وإعادة استخدامها في الإنتاج. الحرارة العالية ، أي أنها تحمل الطاقة المخزنة فيها ، ويفضل استعادة الطاقة بدلاً من فقدها ، حيث يتم جمع أول أكسيد الكربون واستخدامه كوقود في المواقد.

استخدام عناصر الحديد

الحديد الزهر: يحتوي على 2-4٪ كربون ، 0.3-3٪ سيليكون و 0.2-1.2٪ منجنيز يستخدم في إنتاج الأنابيب وأدوات المطبخ.
الحديد المطاوع: يحتوي على كمية قليلة من الكربون ، بكمية 0.01-2٪ ، تستخدم في صناعة قضبان التسليح المستخدمة في البناء ، وبسبب نعومة هذه القضبان ، فهي تستخدم في إنتاج المغناطيسات الكهربائية ، والتي تستخدم في الأجهزة الكهربائية.
الحديد الصلب (الصلب): يحتوي على 0.1-1.5٪ كربون وكبريت وفوسفور ومعادن أخرى مثل الكروم والنيكل. يتم استخدامه في صناعة الجسور ومسارات السكك الحديدية وأجسام السفن والسيارات.

استخدام مركبات الحديد

تستخدم كبريتات الحديدوز في صناعة الأسمنت حيث تقلل أملاح الكرومات. تستخدم كبريتات الحديدوز في تنقية المياه في الخزانات عن طريق ترسيب الجسيمات الدقيقة. يستخدم كلوريد الحديديك في الصناعة العضوية. يستخدم كلوريد الحديديك (III) في معالجة وتنقية المياه والصرف الصحي والتلوين وتنقية النحاس.

الحديد في جسم الإنسان

يساهم الحديد في تكوين الهيموجلوبين في الدم (خلايا الدم الحمراء) ، حيث تقدر كميته في الجسم بجرامين ، كما أنه يمد الجسم بالأكسجين ويقوي المناعة ، كما أنه متوفر في الصيدليات في جمهورية التشيك. . على شكل أقراص ، نقص الحديد الشديد يسبب فقر الدم ، لذلك يجب الحذر ، تناول الأطعمة الغنية بالحديد ، تكوين ألياف العضلات ، إنزيم السيتوكروم (الهيموجلوبين) وإنزيم النيتروجين الذي يساهم في تثبيت النيتروجين.

في هذا المقال حددنا إجابة سؤال المعدن المستخدم في بناء السفن وتحدثنا عن العصر الحديدي ومركبات الحديد ورواسب خام الحديد والحديد في الطبيعة وتقليل التلوث واستخدام عناصر الحديد والحديد. في جسم الإنسان.