الحديد هو عنصر معدني يستخرج من فلذات طبيعية ونادراً مايمكن الحصول عليه بالشكل الحر (العنصر النقي) وتحقيق ذلك يتطلب إزالة الشوائب بعمليات كيميائية معقدة تدعى عمليات (الإختزال الكيميائي) 

 

الحديد ... من أين يبدأ

الحديد هوالعنصر الأكثر وفرة في الأرض ، ويعتقد أنه من العشرة عناصر الأكثر وفرة في الكون ، وهو أيضاً يشكل العنصر الأساسي في تشكيل الكتلة الأرضية حيث تحتل كتلة الحديد 34% من كتلة الأرض ، يوجد الحديد في جميع طبقات الأرض ويتناقص تركيزه في بنية الكتلة الأرضية من الحديد النقي (الكريستال) وعلى الأرجح خليط نقي من الحديد والنيكل في المركز ليصل الى حدود ال 5% في القشرة الأرضية ، وهذه تركيز الهائل للحديد في لب الكتلة الأرضية يساهم لدرجة كبيرة في تشكيل الحقل المغناطيسي للكرة الأرضية .

الخواص الفيزيائية والكيميائية
معدن لامع فضي أبيض اللون ، وتتراوح صلادته بين( 4 - 5) بمقياس موس، وهو معدن ناعم الملمس قابل للسحب والطرق. ويتمغنط بسهولة في درجات الحرارة العادية، بينما تصعب عملية المغنطة عندما يسخن الحديد، وعند درجة حرارة (790) درجة مئوية، تختفي خاصية المغنطة.
والحديد من العناصر المعدنية الانتقالية التي تقع في المجموعة (8) من الجدول الدوري، يمتلك الرمز Fe ، ورقمه الذري (26)، ووزنه الذري (55.847)، ويبلغ وزنه النوعي (7.86). وينصهر الحديد عند درجة حرارة (1535ْ )مئوية، ويغلي عند درجة حرارة (2750ْ )مئوية.

المواصفات والميزات
يوجد الحديد حراً ( أي غير متحد بعناصر أخرى ما خلا بعض الشوائب) في الطبيعة إلا أن نسبته ضئيلة جدا ولكن مركباته واسعة الانتشار في التربة والصخور بنسب متفاوتة، وأشهر خاماته التي تصلح للتعدين والحصول على الحديد هي أكسيد الحديد المغناطيسي ويطلق عليه أحيانا اسم أكسيد الحديد الأسود.
ومن خاماته الرئيسية الأخرى حجر الدم وهو أكسيد الحديديك، والليمونيت وهو أوكسيد الحديديك المائي الذي يحتوي على ماء التبلور، والسدريت وهو كربونات الحديدوز وتحتوي أغلب خامات الحديد على شوائب من مركبات وعناصر غيره، كالرمل أو ثاني أكسيد السليكلون، والفوسفور، والمنجنيز.
ويستخدم الحديد في الصناعة كعنصر أساسي بالإضافة بعض العناصر المعدنية الأخرى واللامعدنية كالكربون للحصول على الفولاذ الذي يتمتع بأهمية بالغة في حياتنا الصناعية العصرية .

ومن الناحية الكيميائية، فإن الحديد معدن نشط، وهو يتحد مع الهالوجين والكبريت والفوسفور والكربون والسليكون، كما أنه يزيح الهيدروجين من كل الأحماض المخففة، ويحترق الحديد في الأكسجين مكونا أكسيد فيروسوفريك، وعندما يتعرض الحديد للهواء الرطب، فإنه يصدأ ويكون أكسيدا حديديا رقيقا يتراوح لونه بين البني والأحمر ( الصدأ ).
ويعتبر الصدأ ظاهرة كهربائية كيميائية حيث تتحد الشوائب الموجودة في الحديد اتحادا كهربيا مع معدن الحديد. ومما يزيد من سرعة التفاعل الماء والمواد المذابة المتحللة كهربائيا مثل الملح، وأثناء هذه العملية، يتحلل معدن الحديد ويتفاعل مع الأكسجين في الهواء مكونا الصدأ، ويستمر التفاعل أسرع في المواضع التي يتراكم فيها الصدأ ويصبح سطح المعدن كما لو كان به حفر، وعندما يغمس الحديد في حمض النتريك المركز، فإنه يكون طبقة من الأكسيد تجع له سالبا بمعنى أنه لا يتفاعل كيميائيا مع الأحماض أو المواد الأخرى، ويتم التخلص من طبقة الأكسيد الواقية من خلال الطرق والضرب على المعدن الذي يصبح نشطا مرة أخرى ، والخامات التي تصلح للتعدين تحتوي عادة على نسبة لا تقل عن (50%) من الحديد، وقد تصل نسبة الحديد في بعض خاماته إلى (65%) كما هو الحال في خاماته الموجودة في القارة الإفريقية

.

عملية انتاج حديد ذو جودة عالية من أجل تصنيع الفولاذ ، وكل من هذه المغارف ذات سعة لـ 73 طن من الفولاذ المصهور عند درجة حرارة 1500 مئوية

 

 

 

فوائــــد الحديد...... إقتصادياً

 

إذا اردنا أن نحصر الأعمال التي يقف الحديد ومشتقاته في ذروة اساسياتها ، فإننا سنحتاج للمزيد المزيد من الوقت والتفكير لأنه عملياً يدخل في صناعة كل حاجة من حاجاتنا اليومية الأساسية والكمالية بل ونجدنا نتعامل معه في كل لحظة ودون أن نشعر .... فبدءاً من المساكن المسلحة بالحديد التي نلازمها الى العربات والسياراتالتي ننتقل بواسطتها الى المصانع التي نعمل بها الى العدد والآلات التي نستخدمها لصناعة الأجهزة الميكانيكية والكهربائية التي نستخدمها في منازلنا الى الأدوات التي نستخدمها في الطهو والأكل والشرب ................ والكثير الكثير الذي لا يمكن حصره في مقالة كهذه..!

يعتبر الحديد أكثر المعادن استخداماً في العالم حيث تبلغ نسبة إنتاج الحديد 95% من الإنتاج العالمي للمعادن ، ولأسباب كثيرة أهمها التكلفة المنخفضة لإنتاجه والمواصفات العالية كالقساوة والمتانة والصلابة والصلادة ، بالإضافة الى مزايا أخرى كثيرة جعلت الحديد مادة لايمكن الإستغناء عنها، وخاصة في صناعة هياكل السيارات وأبدان السفن الضخمة وهياكل الطائرات بالإضافة الى معدات البناء والأجزاء الآلية المختلفة
ويعد الفولاذ أحد أهم سبائك وخلائط الحديد .....
ويعد بذلك الحديد أحد أهم المواد الأولية التي تحتاجها الصناعة وأحد أهم مطالب الدول الصناعية أو الدول التي تتجه للصناعة والتطور التقني وبخاصة السبائك والخلائط الحديثة التي جمعت أفضل الميزات المعدنية لتلبية الحاجات العصرية والتكنولوجية .

كانت كمية الحديد الصلب المنتجة حتى منتصف القرن الثامن عشر الميلادي في أنحاء العالم ضئيلة جدا. وفي أواخر القرن الثامن عشر استخدم حديد الزهر في الإنشاءات على نطاق محدود حيث أن معظم المباني كانت صغيرة الحجم نسبيا وتبنى باستخدام الحجارة أو الطوب أو الخشب. ومنذ أوائل القرن التاسع عشر الميلادي دخل الحديد في استخدامات صناعية كثيرة. ولعل من أهمها تصنيع قضبان السكك الحديدية وعجلات عربات السكك الحديدية. وانتهى في العقد الأخير من القرن التاسع عشر عندما أصب ح الصلب المادة الرئيسية المستخدمة في المباني الكبيرة.
كما أصبح للحديد استخدامات أخرى هامة مثل المسامير والمواسير والمعدات الحربية والأدوات المعدنية والأجزاء الصغيرة من الآلات وفي الصفائح المكسوة بالقصدير والتي كانت تستخدم كآنية للطعام.
ولما تم التوصل إلى الصلب، أصبح الحديد المصنع المادة الخام الرئيسية في صناعة الصلب بل وأصبح من أهم تطبيقاته العملية اليوم. وقد يتم استخدام حديد أفران الاحتراق الذي لم يتم تحويله إلى صلب في المسابك لإنتاج العناصر المصبوبة مثل مواسير المياه ومواسير الصرف ومكونات المعدات الثقيلة والعديد من القطع الصغيرة التي تستخدم في صناعات السكك الحديدية والسيارات

.