แร่เหล็กปะทะเหล็ก
เหล็กเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดและอาจเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่พบมากที่สุดในโลกนี้ เหล็กมีประโยชน์หลายอย่างทั้งในด้านโครงสร้างและวัสดุก่อสร้าง และยังมีการใช้งานทางอุตสาหกรรมมากมาย นอกจากจะใช้เป็นเฟอร์นิเจอร์ ราวบันได และยังเป็นเครื่องใช้ในหลายส่วนของโลก ธาตุเหล็กไม่พบอย่างอิสระเนื่องจากพบในหินใต้ดินในรูปของออกไซด์ที่เรียกว่าแร่เหล็ก เหล็ก อย่างที่ทราบกันดีว่ามันแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงเมื่อมองว่าเป็นแร่เหล็ก และด้วยกรรมวิธีการผลิตเหล็กเฉพาะทางที่เราใช้เหล็กเป็นผลิตภัณฑ์มาดูกันดีกว่า
มีแร่เหล็กมากมายอยู่ใต้โลกและเรียกว่าไซด์ไรต์ แมกนีไทต์ เฮมาไทต์ และลิโมไนต์ ทั้งหมดนี้เป็นออกไซด์ของเหล็กซึ่งมีองค์ประกอบอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องในปริมาณเล็กน้อย (ส่วนใหญ่เป็นซิลิเกต) เนื่องจากแร่เหล็กเป็นออกไซด์ จำเป็นต้องมีการปรับแต่งแร่เพื่อกำจัดออกซิเจนก่อนที่เราจะสามารถคาดหวังได้ว่าจะได้ธาตุเหล็กบริสุทธิ์
เหล็กเป็นธาตุโลหะที่มีเลขอะตอม 26 และเป็นธาตุที่มีมากที่สุดที่พบในเปลือกโลก มนุษย์รู้จักเหล็กมาโดยตลอดตั้งแต่อารยธรรมยุคแรกๆ และได้ใช้ธาตุที่มีประโยชน์มากนี้ในรูปของโลหะผสม โดยเฉพาะอย่างยิ่งผ่านการถลุง เนื่องจากเหล็กบริสุทธิ์นั้นอ่อนจึงไม่มีประโยชน์ การเพิ่มคาร์บอนเล็กน้อยทำให้แข็งแกร่งและใช้งานได้หลากหลายขึ้นหลายเท่า คาร์บอนที่เติมในปริมาณคงที่ (0.2-2%) นำไปสู่การผลิตเหล็กซึ่งเป็นองค์ประกอบโครงสร้างที่หลากหลายที่สุดในโลก เหล็กยังถูกแปลงเป็นเหล็กหล่อและเหล็กหมูซึ่งพบการใช้งานทางอุตสาหกรรมมากมาย
เหล็กเป็นธาตุหนึ่งที่พบในร่างกายของเราและในผักและผลไม้อีกมากมาย ถือว่าเป็นแร่ธาตุที่จำเป็นต่อร่างกายของเรา และการขาดมันนำไปสู่โรคภัยไข้เจ็บต่างๆ
แร่เหล็กประกอบขึ้นเกือบ 5% ของเปลือกโลก และเมื่อเราพิจารณาทั้งเปลือกโลกและแกนชั้นใน เหล็กและแร่ของมันประกอบขึ้นประมาณ 35% ของมวลโลก เหล็กถูกสกัดจากแร่โดยการกำจัดออกซิเจน ซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่ารีดิวซ์ อีกกระบวนการหนึ่งคือผ่านเตาหลอมเหลวที่แร่ถูกทำให้ร้อนด้วยคาร์บอน (โค้ก) เหล็กที่ผลิตโดยใช้โค้กในเตาหลอมจะเรียกว่าเหล็กหมู ในขณะที่เหล็กที่ผลิตโดยการรีดิวซ์โดยตรงเรียกว่าเหล็กฟองน้ำ ที่นี่ แทนที่จะหลอมเหล็ก การลดลงจะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงต่อหน้าถ่านหิน เหล็กหมูที่ผลิตในเตาหลอม ส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตเหล็กและโลหะผสมอื่น ๆ อีกมากมายที่ใช้ในอุตสาหกรรม
โดยย่อ:
ความแตกต่างระหว่างแร่เหล็กกับเหล็ก
• เหล็กซึ่งเป็นธาตุโลหะที่มีประโยชน์ที่สุดชนิดหนึ่ง ไม่พบอย่างอิสระแต่อยู่ในรูปของออกไซด์ใต้พื้นผิวโลก
• ออกไซด์เหล่านี้เรียกว่าแร่เหล็กและพบได้ในหินอัคนีจำนวนมาก
• นำออกซิเจนออกจากแร่เหล็กเพื่อใช้เหล็ก
• เหล็กได้มาจากการให้ความร้อนด้วยโค้กในเตาหลอมเหลวหรือโดยการลดแร่โดยตรงด้วยถ่านหิน