]]>
خواطر :
قالوا الصبرُ علاج للآلام... فزادت صبرُ السنين للجراح آلاما...   (بلقسام حمدان العربي الإدريسي) . 

طريقة جديدة لاستخلاص الحديد النقي دون إنتاج غاز ثاني أوكسيد الكربون

بواسطة: ماهر أحمد  |  بتاريخ: 2013-05-31 ، الوقت: 12:05:00
  • تقييم المقالة:
طريقة جديدة لاستخلاص الحديد النقي دون إنتاج غاز ثاني أوكسيد الكربون د.تيسير الزامل

إن أي شخص يشاهد صور الأفران العملاقة الساخنة لدرجة الإحمرار،والتي يصنع فيها الفولاذ،تغذى بكميات هائلة من الكربون وتنفث بقوة لهباً ودخان، فإنه لن يتفاجأ إذا علم أن صناعة الفولاذ هي واحدة من أهم المصادر الصناعية للغازات الدفيئة في العالم،لكن وبشكل ملحوظ تم تطوير عملية جديدة بواسطة الباحثين في (MIT) يمكنها تغيير كل ذلك.

إن عملية إنتاج الفولاذ الجديدة لها فائدتين إضافيتين غير تقليص كمية الغازات الناتجة وهما:الفولاذ المنتج بهذه الطريقة يكون أكثر نقاءً ،بالإضافة إلى انخفاض التكلفة.

 

تقدّر كمية الفولاذ المنتجة في العالم كل سنة حوالي (1.5مليار طن).العملية المستخدمة لصناعة الفولاذ من فلز الحديد،والتي تكون بالغالب أوكسيد الحديد، تتم بتسخين الفلز مع الكربون مشكّلة ثنائي أوكسيد الكربون كناتج ثانوي.إن إنتاج طن واحد من الفولاذ وفق هذه العملية يولّد في الغالي طنين من غاز ثاني أوكسيد الكربون تنفث في الغلاف الجوي،وبحساب كمية الغزات الدفيئة فإن غاز ثاني أوكسيد الكربون المنتج بهذه الطريقة يشكّل ما يقارب (5%) من كمية الغازات الدفيئة المنتجة عالمياً.

لقد وجدت الصناعة نجاحاً ضئيلاً في بحثها عن طرق لتصنيع الفولاذ بدون استخدام الكربون.ولقد ظهرت فكرة طريقة جديدة لدى الباحث (Sado Way) عندم تلقى منحة من (NASA) للبحث عن طرق لإنتاج الأوكسجين على سطح القمر وهي خطوة أولية باتجاه قواعد قمرية مستقبلية.

لقد وجد (Sadoway) عملية تدعى التحليل الكهربائي للأوكسيد المصهور يمكن أن تستخدم أوكسيد الحديد من تربة القمر لاستخلاص الأوكسجين بكثرة،بدون خصوصية الكيمياء.لقد اختبر العملية باستخدام تربة مشابهة لتربة القمر من منطقة (Meteor Crater) في أريزونا،والتي تحتوي على أوكسيد الحديد من تصادم كويكب منذ آلاف السنين الماضية،وقد وجد بأنه ينتج الفولاذ كناتج ثانوي.

لقد استخدمت طريقة (SadoWay)مصعد من الإيريديوم،وبما أن هذا العنصر غالي ومصادره محدودة،بحيث لا يمكن استخدامه لإنتاج كمية الفولاذ المطلوبة على الأرض،وبعد عدة أبحاث من قبل فريق في (MIT) تم تحديد خليطة معدنية غالية الثمن يمكن أن تستخدم كمصعد في طريقة التحليل الكهربائي للأوكسيد المصهور عوضاً عن الإيريديوم.

لم تكن مشكلة سهلة الحل حسب رأي (SadoWay) ،وذلك بسبب الراقود (وعاء ضخم) لأوكسيد الحديد المصهور والذي يجب أن تبقى درجة حرارته حوالي (1600 C0) وهي بيئة تشكّل تحدي حقيقي.المصهور عدائي للغاية لأنّ الأوكسجين يهاجم المصهور بسرعة كبيرة.

لقد حاول العديد من الباحثين استخدام الخزف ولكنه هش ويتحطم بسرعة لذلك كان (SadoWay) يتجنبه دائماً.

هناك فقط صنفين من المواد التي يمكنها تحمل درجات الحرارة المرتفعة،المعادن والأكاسيد.فقط بضعة معادن تبقى صلبة عند درجات الحرارة المرتفعة المطلوبة،وهذا يقلل عدد البدائل المرشحة. التقدم في العملية كان بطيئاً بسبب صعوبة إجراء التجارب عند درجات الحرارة المرتفعة،وبسبب أن خبرتنا بهذا الموضوع تميل نحو التشتت باتجاه فروع أخرى."الكيمياء الكهربائية هي مشكلة متعددة الفروع،تتضمن الهندسة الكيميائية،الكهربائية وهندسة المواد.لقد تم حل هذه المشكلة باستخدام خليطة تشكل بطبيعتها فيلم رقيق من أوكسيد المعدن على سطحها، سميك بشكل كاف لمنع هجوم أقوى للأكسجين،لكنه رقيق كفاية لسريان التيار الكهربائي بحرية خلاله.

هذه الخليطة هي خليطة كروم- حديد،مكوناتها متوفرة ورخيصة.بالإضافة إلى عدم إنتاج إصدارات أخرى غير الأكسجين النقي، فإن عملية الإنتاج نفسها تتطلب مصانع بحجم أصغر:مصانع الفولاذ التقليدية تكون اقتصادية فقط عندما تستطيع إنتاج ملايين الأطنان من الفولاذ كل سنة،لكن هذا ممكن بالطريقة الجديدة من أجل إنتاج بضع مئات آلاف الأطنان سنوياً.

فضلاً عن إزالة الاصدارات الأخرى، تعطي العملية معدن نقي بشكل استثنائي.ماذا أيضاً، يمكن تعديلها لإنتاج معادن خالية من الكربون وخلائط تتضمن النيكل،التيتانيوم و المنغنيز الحديدي، بمواصفات مماثلة.

 


« المقالة السابقة ... المقالة التالية »

» إضافة تعليق :

لكي تتمكن من التعليق يجب عليك تسجيل الدخول
البريد الالكتروني
كلمة السر  
او يمكنك الدخول والتعليق عن طريق فيسبوك او تويتر
 انشر التعليق على حائطي في فيسبوك او على صفحتي بتويتر
علق مع فيسبوك       الدخول عن طريق تويتر
او يمكنك التعليق بإستخادم اسم مستعار
اسمك المستعار:
آضف تعليق