تحدثنا في العدد 28 (8/5/2012) من صفحتنا هذه عن الذهب. وهو معدن قليل الفائدة وغالي السعر، فما رأيكم أن نتحدث عن معدن نقيض: مفيد للغاية ورخيص للغاية، على الأقل مقارنة بالذهب، ولعل لهذين المعدنين مثيلهما في المجتمع!!.
تخيل حال العالم وحضارة البشر لولا الحديد! إنه حولنا ومعنا في كل مكان. لكن ماذا تعرف عنه؟ بل ماذا يجب أن نعرف عنه حتى نحسن التعامل معه والمحافظة عليه. لاحظ أيضا أن الحديد مكون أساسي لخضاب الدم في أجسامنا؛ فهو ينقل الأكسجين من الرئتين إلى مختلف خلايا الجسم. لكن جميع الحديد في جسمنا لا يتجاوز وزنه 3 أو 4غ.
بدأ الانسان بصنع الأدوات من الحجارة؛ فكان العصر الحجري. ثم تلاه العصر النحاسي فالبرونزي فالحديدي قبل 3300 سنة (لماذا لا نتحدث عن عصر فضي أو ذهبي رغم معرفة البشر لهذين المعدنين قبل النحاس والحديد؟) لكن ما السر في تأخر استخدام البشر للحديد؟ السبب بسيط، فالحديد لا يتوافر على سطح الأرض عنصرا حرا، وإنما متحدا مع عناصر أخرى. ويتطلب استخلاصه من مركباته حرارة عالية ووسائل لم يعرفها الانسان إلا متأخرا نسبيا.
إذا اعتبرنا الكرة الأرضية بقشرتها ووشاحها ونواتها، فإن الحديد يحتل المرتبة الأولى من حيث الوزن. وإذا اعتبرنا القشرة الأرضية فقط، فالحديد هو الرابع بين أكثر العناصر توافرا، وهو سادس العناصر وفرة في الكون. فما السر في وفرته هذه؟
يرى علماء الفيزياء والفلك أن الحديد هو آخر السلسلة في التفاعلات النووية المطلقة للحرارة في النجوم، بعد النيكل مباشرة، وهو ينتج عن اندماج نوى العناصر في النجوم الثقيلة عند درجة 2,5 مليار كلفن، في المرحلة الأخيرة من "حياة" النجم المستعر الأعظم قبل أن ينفجر. لاحظ أن لون المريخ الأحمر يعزى للحديد على سطحه. وقد يتواجد الحديد في النيازك على شكل عنصر حر، بسبب غياب الأكسجين هناك. ويتميز حديد النيازك بوجود النيكل معه بنسبة 7,5%. بينما حديد الأرض لا يحتوي على النيكل. وقد عثر في مصر على خرز حديدي صنع من حديد النيازك قبل 5500 سنة.
بدأ العصر الحديدي في الأناضول (تركيا) وفي بلادنا قبل 3300 سنة. وتطلب ذلك ابتكار أفران تسخن مركبات الحديد الخام مع الفحم. وتكرار ذلك ، للحصول على حديد أو فولاذ بالصفات المطلوبة.
أنواع الحديد:
يطلق على الحديد بعد استخلاصه من مركباته، وقبل الوصول للناتج النهائي المطلوب، الحديد الغُفل، الذي يحتوي على نسب عالية من الكربون وشوائب أخرى كالكبريت والسلكون والفسفور. ثم يعاد تسخين الحديد الغفل ومعالجته لنحصل على النوع المطلوب. فالحديد الزهر (أو السبك أو الصبّ) تصنع منه أدوات غير معرضة للصدمات، مثل أنابيب الماء. والحديد المطاوع تصنع منه قضبان تسليح المباني، وبه نسبة كربون أقل من 0,25%. والصلب أو الفولاذ موجه لصناعة الجسور وسكك الحديد والسيارات؛ ونسبة الكربون به أقل من 2%. وقد يكون الصلب صامدا، أي لا يصدأ. كما يمكن وقاية الحديد من الصدأ بطلائه أو غلفنته.
الحديد النقي لدن، بل إنه أطرى من الألمنيوم. ويمكن تقسيته ألف مرة بالمعالجة الصحيحة. وبهذه الطريقة تمكن أجدادنا من صنع السيوف الدمشقية والمشرفية الخ.. وعندما قالت العرب: لا يفلّ الحديد إلا الحديد، كانت تعتبره الأقسى والأصلد.
من خواصّه الكيميائية والفيزيائية: العدد الذري للحديد 26، أي أن نواته تحوي 26 بروتونا موجب الشحنة. ذرياته (تكافؤه) من سالب 2 إلى +8، لكن أكثرها شيوعا +2، +3. الحديد الأكثر وجودا على سطح الأرض ذو وزن ذري يساوي 56. درجة انصهار الحديد النقي 1538 س ويغلي عند 4862 س. حرارته النوعية 450 جول/كغ. كلفن في حين أن الحرارة النوعية للماء تساوي 4200؛ ولهذا السبب يسخن الحديد ويبرد أسرع من الماء.
الدول المنتجة: في عام 2010، بلغ انتاج العالم من الحديد 24 مليار طن. انتجت الصين منها 900 مليون، وتلتها: استراليا، البرازيل، الهند ، روسيا... وحلت موريتانيا في المرتبة 15 بانتاج 11 مليون طن، والجزائر في المرتبة 22 ثم مصر في المرتبة 23 بانتاج 1,8 مليون طن.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق