كيمياء مواد البناء المعدنية - الجزء الأول

الحديد*

&يتوفر الحديد بكثرة في الأرض ويأتي بالمركز الرابع من حيث الانتشار ويعتقد أن نواة الأرض تتألف بشكل أساسي من الحديد والنيكل .&

&أهم خامات الحديد هي : منغنات (نسبة الحديد 40 – 70%) – هيماتيت (نسبة الحديد 40 – 65%) – ليمونيت (نسبة الحديد 30 – 60%) – سيدرانيت – بيريت .&

&يحوي الفلز الخام بالإضافة إلى مركبات الحديد السابقة على شوائب مرافقة أهمها : MgO , CaO , Al2O3 , SiO2 .&

*طرق الحصول على الحديد الخام*

&يتم الحصول على الحديد الخام (الحديد الزهر ، الحديد الصب) من خلال حرق الفلز في الفرن العالي (طريقة إرجاع غير مباشر) أو في الأفران العمودية (طريقة إرجاع مباشر) .&

**طريقة الفرن العالي**

&تضاف لفلز الحديد مضافات حامضية (غضار – رمل كوارتزي) عندما تكون الشوائب المرافقة للفلز قاعدية (حجر كلسي – كربونات مغنيزيوم) وتضاف مضافات قاعدية في حال كانت الشوائب حامضية . تقوم المضافات بفصل الشوائب وربطها كيميائياً على شكل خبث كما أنها تخفض من درجة حرارة انصهار الخبث . ويستخدم الكوك كوقود والذي يدخل مع الفلز والمضافات (قاعدية / حامضية) إلى الفرن .&

&يدخل فلز الحديد والمضافات والكوك من أعلى عمود الفرن على شكل طبقات ، أما هواء الاحتراق الساخن فيدخل في أسفل العمود . تعبر المواد الصلبة عمود الفرن ببطء وخلال ذلك يتشكل طورين مصهورين هما : مصهور الحديد والخبث المصهور . وتخرج الغازات الناتجة عن التحولات الكيميائية (غازات الاحتراق) من أعلى عمود الفرن أما الحديد المصهور والخبث الذي يطفو فوقه فيخرجان من أسفل الفرن كل على حدى .&

&تتم عمليات التحول في أربع مناطق من الفرن هي : منطقة التسخين الأولي ، منطقة الإرجاع ، منطقة التفحيم ، منطقة الصهر .&