أنواع خام الحديد وكيفية صناعته
أنواع خام الحديد وكيفية صناعته
جعلت التطورات العلمية والقدرة على إيجاد المعادن بكثرة في طبقات الأرض المختلفة الحديد مكونًا مهمًا لمعظم الصناعات الرئيسية ، بما في ذلك المباني والعقارات والمصانع والآلات والسيارات.
خام الحديد
خام الحديد هو المادة الرئيسية المستخدمة بشكل رئيسي في إنتاج الحديد الصلب المستخرج من الصخور في طبقات مختلفة من الأرض ويذوب خام الحديد هذا في فرن عند درجات حرارة عالية للغاية ، ويقوم بتصفية الأوساخ العالقة فيه ، تاركًا خام الحديد. نقي ونقي.
تعد الصين أكبر منتج لخام الحديد في العالم ، حيث بلغ إجمالي إنتاجها حوالي 520 طنًا في عام 2006 ، تليها أستراليا بـ 270 طنًا. في عام 2006 ، احتلت البرازيل أيضًا المرتبة الثالثة بـ 250 طنًا.
نوع خام الحديد
هناك ثلاثة أنواع أساسية من خامات الحديد تختلف من حيث إنتاج وتوافر الحديد في خصائص كل منها وجودته وخصائصه الفيزيائية ، وهذه الخامات هي:
1- خام الهيماتيت: خام الحديد يتكون من أكاسيد الحديد ، علمياً يستخدم الرمز Fe2O3 للإشارة إليه ، ويحتوي خام الهيماتيت على 70٪ من الحديد ، ويتميز بألوانه المتعددة ويتوفر بألوان الأسود والرمادي والأحمر ، وهذه تعتمد الألوان بشكل كبير على نسبة الشوائب وحجمها ، وهي ذات شكل مساحيق أو عملاق. .
2- خام ماجنيت: وهو النوع الثاني من خام الحديد ، علمياً يستخدم الرمز Fe3O4 للإشارة إليه ، ويتميز بألوان معينة وخاصة الأسود ، ويعتبر أنقى أنواع الحديد.
3- خاك ليمونيت: وهو النوع الثالث من خام الحديد ، علمياً يستخدم الرمز 2Fe2O3H2O للإشارة إليه ، ويحتوي خام ماجنتيت على ما يقدر بـ 40٪ من الحديد وكمية تقديرية من الماء ، ويميزها بنسبة 10٪. لونه تان. لون.
طريقة تصنيع الحديد
1- طريقة فرن الانفجار: في هذه الطريقة ، يتم ضخ كمية كبيرة من الهواء الساخن من خلال أنبوب طويل للنفخ ، مما يؤدي إلى تفاعل الفحم مع الأكسجين مع أول أكسيد الكربون ، والذي يتم بعد ذلك نفخه من الشقوق إلى الهواء الساخن ، مما يؤدي إلى ارتفاع الغاز. يتفاعل مع أكسيد الحديد في الفحم ويقلله ويتحول إلى غاز أول أكسيد الكربون ثم ثاني أكسيد الكربون. يتبخر هذا الغاز ويخرج من الجزء العلوي للفرن من خلال منافذ محددة. نتيجة للحرارة العالية ، يبدأ الحديد المنصهر والخبث بالتدفق نحو الموقد.
المواد الخام بطريقة الفرن العالي
الخبث: مادة تحتوي على كميات قليلة من أكسيد الحديد تشبه ما يسمى برماد الفحم المستخدم في صناعة الأسمنت ورصف الطرق.
تمساح الحديد: جزء من العوالق في عملية صهر الحديد في فرن صهر ، يحتوي على بعض الكربون ، لكنه حديد نقي هش للغاية وصلب عند صهره مرة أخرى.
2- طريقة الاختزال المباشر: تستخدم هذه الطريقة طريقة أخرى لتقليل أكسيد الحديد وتحويله إلى حد ما باستخدام الغاز. تستخدم هذه العملية درجات حرارة أقل من درجة حرارة الانصهار ، ومعظمها في حدود 800 إلى 900 درجة مئوية ، ويطلق على منتج الحديد المنتج في هذه العملية اسم “الحديد الإسفنجي”.
مزايا صناعة الحديد بالاختزال المباشر
1- الاختزال المباشر لصناعة الحديد لا يتطلب وجود الفحم وهو مادة غالية الثمن وغير متوفرة بسهولة خاصة في الدول العربية.
2- من مزايا طريقة الخفض المباشر تكلفتها المنخفضة مقارنة بطريقة الفرن الحراري.
طريقة التقليل الحراري الثلاثية بسيطة وسهلة الاستخدام.
