الحديد، خام الحديد، معلومات عن الحديد

 خام الحديد، معدن الحديد

الحديد.

• يُستخرج الحديد من خامات مثل الهيماتيت.
• الحديد هو أحد عناصر السلسلة الانتقالية الأولى وله خواص مشتركة مع جميع الفلزات والعناصر الانتقالية.
• يدخل الحديد في العديد من الاستخدامات اليومية لأنه يتسم بالقوة والمرونة.
• تُستخرج الخامات من القشرة الأرضية عن طريق التعدين.
• لعملية التعدين عواقب بيئية تجب إدارتها إلى جانب عملية التعدين.

من أين يستخرج الحديد ؟!

تعدين الحديد: نظرة عامة

التعدين هو عملية استخراج المعادن المفيدة من سطح الأرض، بما في ذلك البحار.المعدن، مع بعض الاستثناءات، هو مادة غير عضوية تحدث في الطبيعة لها تركيبة كيميائية محددة وخواص فيزيائية أو بنية جزيئية مميزة. (غالبًا ما يتم التحدث عن مادة عضوية واحدة، وهي الفحم، كمعدن أيضًا). الخام هو معدن فلزي، أو مجموعة من المعادن الفلزية والشوائب (صخور مرتبطة ليس لها قيمة اقتصادية)، والتي يمكن استخراجها لتحقيق أرباح. يشير الترسيب المعدني إلى تكون طبيعي لمعدن مفيد، بينما يشير ترسب الخامات إلى ترسيب معدني بدرجة وتركيز كافيين للتحفيز على استخراجهما للاستفادة منها.

عند تقييم الرواسب المعدنية، فمن المهم للغاية وضع الربح في الاعتبار.يشار إلى الكمية الإجمالية من المعادن في ترسيب محدد باسم المخزون المعدني، ولكن فقط تلك الكمية التي يمكن استخراجها مع تحقيق ربح تسمى احتياطي الخام. مع ارتفاع سعر بيع المعدن أو انخفاض تكاليف الاستخراج، تزداد نسبة المخزون المعدني المصنف كخام. ومن الواضح أن العكس صحيح أيضًا، فقد يتوقف إنتاج المنجم بسبب (1) نفاد المعدن أو (2) نزول الأسعار أو ارتفاع التكاليف كثيرًا لدرجة أن ما كان يعتبر خامًا يصبح الآن معدنًا فقط.

وفقًا للمؤرخين، كان المصريون يمارسون أعمال تعدين النحاس في شبه جزيرة سيناء منذ فترة طويلة حوالي 3000 سنة قبل الميلاد، على الرغم من أن بعض البرونز (سبائك النحاس مع القصدير) يرجع تاريخها إلى 3700 سنة قبل الميلاد.يرجع تاريخ الحديد إلى 2800 قبل الميلاد؛ حيث تشير السجلات المصرية لاستخلاص خام الحديد بالصهر من عام 1300 قبل الميلاد. تم العثور على الرصاص في أطلال طروادة القديمة، وتم إنتاجه في وقت مبكر منذ عام 2500 قبل الميلاد.

كان أحد أقدم الأدلة على استخدام أحجار المحاجر في البناء هو بناء الأهرامات العظيمة في مصر (2600 قبل الميلاد)، يعتبر أكبرها هرم (خوفو) ويبلغ طول قاعدته 236 مترًا ويحتوي على ما يقرب من 2.3 مليون حجر من نوعين، هما الحجر الجيري والجرانيت الأحمر. ويعتقد أن الحجر الجيري قد تم استخراجه من محاجر تقع على طول ضفاف النيل. تم نقل الكتل الحجرية التي تزن ما يصل إلى 15000 kg لمسافات طويلة ورفعها إلى مكانها، وقد تم قطع تلك الكتل الحجرية على نحوٍ بالغ الدقة مما أدى إلى ملاءمتها واتسام البناء بالدقة العالية.

الخامات

تتكون خامات الحديد في الصخور النارية أو المتحولة (المحولة) أو الرسوبية في مجموعة متنوعة من البيئات الجيولوجية. معظمها رسوبي، لكن تغير العديد منها بسبب الطقس، وبالتالي من الصعب تحديد أصلها الدقيق. المعادن الحاملة للحديد الموزعة على نطاق واسع هي الأكسيدات، وتتكون خامات الحديد بشكل رئيسي من الهيماتيت (${}_3$Fe ${}_2$O)، وهو أحمر اللون؛ والماجنتيت (${}_4$Fe ${}_3$O)، وهو أسود اللون؛ والليمونيت أو خام حديد المستنقعات (2Fe ${}_2$O ${}_3$·3H ${}_2$O)، وهو بني اللون؛ والسيدريت (${}_3$FeCO)، وهو بني شاحب اللون.الهيماتيت والماجنتيت هما أكثر أنواع الخام شيوعًا. يحتوي المجنتيت النقي على 72.4٪ حديد، والهيماتيت 69.9٪، والليمونيت 59.8٪، والسيدريت 48.2٪، ولكن نظرًا لأن هذه المعادن لا تتكون بمفردها، فإن المحتوى المعدني للخامات الحقيقية يكون أقل.الرواسب التي تحتوي على أقل من 30٪ حديد غير جذابة تجاريًا، وعلى الرغم من أن بعض الخامات تحتوي على ما يصل إلى 66٪ حديد، إلا أن هناك العديد منها يحتوي على 50-60٪. تتأثر جودة الخام أيضًا بمكوناته الأخرى، والتي تُعرف مجتمعةً باسم الشوائب المعدنية. تعتبر السيليكا (${}_2$SiO) والمركبات الحاملة للفوسفور (التي يُطلق عليها عادةً اسم ${}_5$ P ${}_2$O) مهمة بشكل خاص لأنها تؤثر على تكوين الفلز وتسبب مشاكل إضافية في صناعة الصلب

تعدين بالجرف

الرواسب الغرينية عبارة عن رواسب غير متماسكة من الرمال والحصى تحتوي على معادن ثمينة. تتنوع العمليات الطبيعية التي تتكون من خلالها ما بين التجوية الكيميائية إلى تأثير التيارات المائية والبحرية والرياح. من أمثلة المعادن النموذجية التي يتم العثور عليها في الرواسب الغرينية هي الذهب والقصدير والبلاتين والألماس، ورمال الحديد التيتانية والحديدوز والأحجار الكريمة (الياقوت، والزمرد، والياقوت الأزرق)، والمواد الكاشطة (الروتيل، والزركون، والعقيق، والمونازايت). هذه معادن ذات جاذبية أرضية عالية وصلابة مادية. على الرغم من وجود عدة أنواع مختلفة من الرواسب الغرينية، إلا أن النوعين الأكثر أهمية من الناحية الاقتصادية هما الرواسب الغرينية للجداول المائية والشواطئ. يتم تشكيل رواسب الطمي (أو) رواسب الجداول المائية بفعل تيارات الماء، بينما تتشكل رواسب الشواطئ بفعل أمواج الشاطئ على الغرينيات الموجودة مسبقًا أو التي تتشكل حاليًا بفعل التيار.بسبب تغير البحر واليابسة عبر الأزمنة الجيولوجية، يمكن العثور على الرواسب الغرينية في أي ارتفاع فوق أو تحت مستوى سطح البحر. تعتمد التقنيات الخاصة المختارة لتعدينها على عدد من الظروف المادية: مثل مساحة المخزون وصخر القاع ودرجة سمكهما وخواصهما؛ واتجاه الرواسب؛ وسمك الغطاء الصخري؛ ومصدر وكمية المياه المتاحة؛ والقيمة لكل وحدة من حجم المادة. بالنسبة إلى الرواسب الغرينية الرقيقة جدًا أو المدفونة بعمق شديد بحيث يتعذر تعدينها باستخدام تقنيات التعدين السطحي، يمكن استخدام نظام التعدين تحت السطحي الذي يعتمد على حفر المهواة نزولاً وتوجيه الانجراف. في هذه الحالة، بسبب الطبيعة غير المتماسكة للمادة، غالبًا ما يتطلب الأمر دعمًا كبيرًا. ومع ذلك، يتم الحفر لمعظم الرواسب الغرينية باستخدام تقنيات التعدين السطحي؛ بشكلٍ عام، يمكن تصنيفها حسب ما إذا كانت العمليات قائمة على يابسة أو على نبات عائم.

تعديل المقال