أساليب جديدة لتشكيل المعادن


(مهندس صلاح يحيى) #1

[SIZE=“5”]

أساليب جديدة لتشكيل المعادن

نحن نعلم الطرق التقليدية لعمليات التشكيل الميكانيكى للمواد المعدنية مثل عمليات التشكيل اليدوى للألواح وعمليات السحب والثنى والتشكيل الداخلى وعمليات التشكيل بالأسطمبات على المكابس وغيرها… ، والأن لابد من الأشارة الى بعض العمليات الخاصة والمستحدثة لتشكيل المعادن .

أن هذه العمليات ، والتى تمتاز عادة بتكاليفها الباهظة وحاجتها الى أجهزة معقدة أحيانا ، تستعمل عادة لتشكيل المواد المعدنية التى لا يمكن بالأساليب السابقة الذكر ، أو على الأقل يصعب تشكيلها بهذه الأساليب . ومن ناحية أخرى ، فان هناك منتجات ذات مواصفات خاصة قد لا يمكن تشكيلها بالطرق الأعتيادية للتشكيل فتنتج عادة بالطرق التى سنتطرق اليها فيما يلى بصورة مختصرة.

أولا- تشكيل مساحيق المعادن :

لقد استعملت هذه الطريقة أساسا لتشكيل المعادن والسبائك التى لا يمكن تشكيلها بعمليات التشكيل الميكانيكى أو عمليات التشغيل، مثل معادن التنجستن والموليبدنيوم وسبائكها ( وخاصة كربيد التنجستن وكربيد المولبيدنيوم ذو الصلادة الفائقة ودرجات الأنصهار المرتفعة).
ثم أتسع أستعماله الى أن أصبح يشمل عددا كبيرا من المعادن والسبائك الواسعة الأنتشار مثل الصلب والألومنيوم والنحاس وسبائكهما.

تتلخص عملية تشكيل مساحيق المعادن بالخطوات التالية:

• تحضير مساحيق المعادن.
• كبس المساحيق بواسطة مكابس فى قوالب (أسطمبات) تعطى المسحوق الشكل أو الهيئة المطلوبة.
• تحميص أو تلبيد المنتجات المكبوسة وذلك بتسخينها الى درجات مرتفعة نسيبا.
ويجرى تحضير المساحيق المعدنية اما بالطرق الميكانيكية ( الطحن ، التفريز ، البرادة) أو بالطرق الكيماوية ( المساحيق الناتجة من بعض التفاعلات الكيماوية ). وهناك طرق أخرى أكثر تعقيدا.

ولغرض الحصول على خواص معينة من المنتجات يصار الى خلط أو مزج مساحيق من معادن مختلفة .
أما الكبس الى الشكل المطلوب فيجرى بواسطة مكابس فى قوالب تمتاز بالمتانة والمقاومة العالية.
وخلال كبس المسحوق تقل الفراغات الموجودة بين جسيمات المسحوق ويحدث بعض التماسك بينها.

والتحميص أو التلبيد بتسخين منتجات الكبس الى درجات حرارة عالية نسبيا ، الأ أنها تكون دائما أقل من درجة أنصهار معدن المسحوق أو درجة أنصهار المعادن المشتركة فى تركيب المسحوق ويؤدى التحميص الى التحام قوى بين جسيمات المسحوق مسببا ارتفاع كثافة المنتج ومقاومته. ولابد من الأختيار المناسب لدرجة حرارة التحميص والوقت اللازم له ، لأنتاج المنتجات ذات الجودة العالية.

أ‌- المحامل الذاتية التزييت:

تستعمل هذه المحامل فى الأجزاء من المعدات والأجهزة التى يصعب تزيتها خارجيا. وتصنع هذه المحامل بكبس وتحميص مزيج من مساحيق النحاس والقصدير مع أضافات معينة من مسحوق الجرافيت.

ثم تشبع المنتجات بالزيت بالغطس ، حيث ينفذ الى المسامات الموجودة فيها. وتكون كميات الزيت الممتصه كافية لاستعمال هذه المحامل لفترات زمنية طويلة دون الحاجة الى تزييت خرجى ويكثر استعمال هذه المحامل فى الغسالات والثلاجات وصناعة السيارات.

ب‌- المرشحات المعدنية:

تصنع المرشحات المستعملة فى تنقية الوقود السائلة مثل البنزين والنفط والزيوت ، والتى يكثر أستخدامها عادة فى مكائن الأحتراق ، من بعض المواد الخزفية أو السراميك . الا أن المرشحات المصنعة من مساحيق المواد المعدنية تمتاز على هذه بارتفاع متانتها ومقاومتها للصدمات ،بالأضافة الى مقاومتها الجيدة للحرارة العالية . وتصنع هذه المرشحات عادة من مزيج من مساحيق النيكل والبرونز (سبيكة من النحاس والقصدير ).

جـ - أسلاك المصابيح الكهربائية ورؤوس أقلام القطع:
وتصنع من مسحوق معدن التنجستين ، الذى يكبس ويحمص الى هيئة قضيب ثم سحبه الى السلك المستعمل فى المصابيح الكهربائية . أما رؤوس أقلا م القطع ( أقلام الكربيد) فتصنع من مزيج من مساحيق معدن التنجستن والكربون.

ويجرى تسخين المزيج قبل الكبس فى درجة حرارة عالية قد تصل الى 1500م ، فينتج كربيد التنجستن الذى يجول ثانية الى مسحوق يتم كبسه وتحميصه . كربيد التنجستن يمتاز بصلادتة الفائقة ، ومن هنا استعماله فى أقلام قطع المعادن ورؤس المثاقيب.

ونواصل تكملة الموضوع بالحديث عن :
مزايا وعيوب عملية تشكيل مساحيق المعادن
تابعونا…
[/size]


(مهندس صلاح يحيى) #2

[SIZE=“5”][B][COLOR=“DarkGreen”]ونواصل…

مزايا وعيوب عملية تشكيل مساحيق المعادن

تمتاز عملية تشكيل مساحيق المعادن عن غيرها من عمليات التشكيل بما يلى:

  1. أن منتوجات هذه العملية لا تحتاج الى عمليات أضافية للتشكيل أو التشغيل ، حيث يمكن أستعمالها مباشرة.

  2. خطوات انتاج المنتجات سهلة وذات كفاءة أنتاجية عالية .

  3. تتوفر أمكانية أنتاج منتجات لا يمكن تشكيلها أو تكون صعبة التشكيل بالطرق الأعتيادية للتشكيل والتشغيل ( انظر الأمثلة المذكورة أعلاه) .

  4. تتوفر امكانية كبيرة لتغيير التركيب الكيماوى للمنتجات عن طريق التحكم فى مزيجات المساحيق . وبالتالى توفر الامكانية فى الحصول على الخواص المتباينة.

ومن أهم عيوب هذه العملية:

  1. صعوبة أنتاج المنتجات ذات الأشكال أو الهيئات المعقدة.

  2. معظم منتجات هذه الطريقة تكون ذات مقاومة ومتانة أقل من منتجات عمليات التشكيل الأخرى .

  3. أرتفاع تكاليف صناعة القوالب والمكابس المستعملة فى العملية.
    [/color][/b][/size]


(مهندس صلاح يحيى) #3

[SIZE=“5”]نستكمل …

.ومن ضمن الأساليب جديدة لتشكيل المعادن

أسلوب : عملية التشكيل الفائقة السرعة والطاقة ، أو عملية التشكيل بالمتفجرات:

تستعمل هذه الطريقة لتشكيل المعادن والسبائك الفائقة الصلادة ، والتى يكون تشكيلها بالأساليب الانفة الذكر صعوبة بالغة على سبيل المثال معدن التيتانيوم وسبائك الصلب العديم الصدأ وبعض سبائك الألومنيوم وتستغل هذه الطريقة المقدار الهائل من التشكيل الذى يحدث بسهولة فى المواد المعدنية ، لدى تعرضها الى قوة تشكيل تؤثر عليها بسرعة هائلة . وتوجد طرق عديدة لهذه الغملية . نكتفى بشرح واحدة منها.

والمرفق يوضح شكل لصورة عملية التشكيل بالمتفجرات

وهذا الشكل يبين مثالا على عملية التشكيل بالمتفجرات ، ويتكون هذا الجهاز من قالب متين جدا يحتوى على فراغ يمثل الجسم المطلوب تشكيله ويتصل فراغ القالب بقناة ذات قطر صغير نسبيا تعمل على تسريب الهواء الى الجو الخارجى.

يوضح (الصاج) أوالمعدنى المراد تشكيله على فوهة القالب ، ثم يثبت عليه وعاء مملوء بسائل ، الماء مثلا وتعلق شحنة متفجرات ( يستعمل الديناميت) فى الوعاء الحاوى على السائل ، كما فى الشكل المرفق عند تفجير الشحنة تتولد موجة قوية جدا داخل السائل الذى يرتطم بقوة هائلة بالصفيح بالصاج الصفيح المعدن ويدفعه الى فراغ القالب متخذا شكله.

تستعمل هذه العملية لتشكيل المنتجات ذات الأحجام الكبيرة والتى والتى تمتاز بالصلادة الفائقة والعملية تشبه الى حد بعيد عمليات السحب العميق وتحل محلها فى كثير من الأستعمالات.[/size]


(system) #4

موضوع مفيد ولكن الآن يتم التلبيد بالليزر لمساحيق المعادن


(مهندس صلاح يحيى) #5

أشكرك على هذه الأضافة … وأستخدامات الليزر هى سمه العصر وأصبح الليزر يستحدم فى جميع المجالات الهندسية والطبية … وعلى فكرة هناك طرق لقياس الشعلة أثناء عملية التشغيل بأستخدام الليز أيضا .
. شكرا غلى مشاركتك وتحياتى لك.


(محمد حمدى ناصف) #6

جزاكم الله خيرا


(مهندس صلاح يحيى) #7

وجزاك خيرا باشمهندس حمدى


(system) #8

مشكور اخي العزيز على هذه المشاركه
شكرررررررررررررررررررررررررررررررررررررررررررررررررررررررررررررررررررررررررررررررا


(مهندس صلاح يحيى) #9

جزاك الله خيرا


(othman-m) #10

جزاكم الله خيراً على هذه المواضيع المفيدة باشمهندس صلاح يحي


(مهندس صلاح يحيى) #11

وجزاكم الله خيرا أيضا


(كواريزما) #12

يـــــعطيك العافيه بس عندي سؤال
وش معناة تـــحميص وتلبيد
وماهي الفايده من المعادن اصلا ومشكووور


(system) #13

نشكرك علي المعلومات القيمة


(مهندس صلاح يحيى) #14

الشكر لله


(مهندس صلاح يحيى) #15

[SIZE=5][B]أشرح لك المعنى المطلوب لكل من:

التحميص والتلبيد [/b]

معنى التحميص: [/size] [SIZE=5]

تُعَدُّ عملية التحميص إحدى طرق استخلاص الفلزات. وفي هذه العملية تتم إزالة الكبريت وبعض الشوائب الأخرى من الخام. وتجري عملية التحميص بتسخين الخام في الهواء. وأثناء التسخين يتحد الكبريت وبعض الشوائب الأخرى مع أكسجين الهواء مكونةً مركبات غازية، تخرج كجزء من الغازات المتصاعدة. وتحتوي المادة الجامدة المتخلفة من التسخين مع الهواء على أكسيد الفلز (مركب الفلز والأكسجين) ولابد من الاستمرار في معالجة المادة المتبقية من التحميص بالتنقية أو بالاختزال للحصول على الفلز في صورة نقية.[/size] [SIZE=5]

أما التلبيد معناه:[/size] [SIZE=5]

يمكن أن تحدث عملية التلبيد بصورة تلقائية إذا أجريت عملية التحميص عند درجة حرارة عالية. وفي عملية التلبيد تتجمع الحبيبات الدقيقة المتجاورة، مكونة كتلاً كبيرة الحجم. ويتم اتصال الحبيبات الدقيقة معًا بتأثير قوة الشد السطحي بين الحبيبات، وهي نفسها القوة المؤدية إلى تجمع قطرات الماء الصغيرة معًا لتكوين قطرات أكبر حجمًا. وفي بعض الحالات يصاحبُ عملية التلبيد انصهار جزئي لحبيبات الخام الدقيقة، ولكن في معظم الحالات تظل الحبيباتُ في حالة جامدة أثناء هذه العملية. والركام أو الكتل كبيرة الحجم الناتجة عن عملية التلبيد، تكونُ غير منتظمة الشكل، ولكن يمكن التعاملُ معها واستخدامها في العمليات التالية بيسر وسهولة أفضل من الحبيبات دقيقة الحجم.

وسوف نوضح بالمشاركة التالية لفهم الموضوع بعمق أكثر … تابعنا …
[/size]


(مهندس صلاح يحيى) #16

[SIZE=4][B]نستكمل التوضيح :

[/b][/size] نبذة تاريخية

يُعد علم الفلزات بقسميه أحد أقدم العلوم التي عرفتها البشرية. فقد عرف إنسان ما قبل التاريخ بعض مفاهيم علم الفلزات الفيزيائي؛ حيث تمكن الصينيون والمصريون القدماء من الحصول على الذهب والفضة واسترجاعهما من خاماتهما في حالة نقية في صورة حبيبات أو كتل صلبة، كما قاموا بصب هذه الفلزات في صورة تُحف وتماثيل مختلفة الأشكال. كما عثر الهنود الحمر في أمريكا على كميات ضخمة من النحاس النقي في المناطق القريبة من منطقة البحيرات العظمى، وقاموا بقولبة ذلك الفلز إلى أسلحة ومعدات.

وفي وقت ما قبل بداية تدوين التاريخ، اكتشف القدماء وعرفوا الأساسيات البسيطة لعمليات صهر واختزال الفلزات من خاماتها. ويحتمل أن يكون الرصاص أول فلز على الإطلاق تم فصله من خاماته بعملية الصهر نظرًا لسهولة اختزاله. وعرف قدماء المصريين منذ 4000عام كيفية فصل الحديد من خاماته واسترجاعه، وذلك على الرغم من أن هذا العنصر، يُعد من أصعب العناصر في عملية الاختزال. وبظهور الحضارة الآشورية أصبح صهر الحديد واختزاله من المهارات المتطورة جدًا، كما عرف الآشوريون القدماء أساليب تحويل الحديد إلى فولاذ. وفي فترة العصور الوسطى عندما كان جميع الكيميائيين مشغولين بدراسة أساليب وطرق إنتاج الذهب من عناصر أخرى أقل قيمة، صاحب ذلك تقدم كبير في علم الفلزات. ويرجع الفضل في وضع أساسيات علم الفلزات الحديث إلى علماء الكيمياء المسلمين في العصور الوسطى هذه.

ضاعف علماء الفلزات، والمهتمون بإنتاج المواد، من جهودهم في شرح السلوك الفلزي المعقد بقوانين بسيطة من علمي الفيزياء والكيمياء. كما امتدت جهود علماء الفلزات أيضًا إلى استخدام أساليب البحوث في علوم الفلزات والمهارات المكتسبة في مختلف مجالات الفلزات، ومحاولة تطبيقها على المواد اللافلزية مثل الخزف، وأشباه الموصلات، والبلاستيك، والأجسام العضوية الصلبة، والزجاج. وأطلق على العلوم الناتجة عن هذه المواد العديدة واسعة الانتشار اسم علم المواد، وهو العلم الذي يهتم بكل من المواد الفلزية والمواد اللافلزية

ماهو التحليل الكيميائي:

التحليل الكيميائي chemical analysis هو علم معرفة تركيب المادة وبنيتها، اعتماداً على طرائق تجريبية تتعلق بخصائص المادة المدروسة والمواد المرافقة لها وطبيعة الوسط الموجودة فيه، والكيمياء التحليلية فرع من الكيمياء يهتم بتطوير هذه الطرائق وتحسينها. قد تكون هذه الطرائق اختبارات كيميائية بسيطة أو تجارب تعتمد على تجهيزات ثمينة ومعقدة. وهكذا فإن التحليل الكيميائي يستند على قاعدة من مختلف فروع الكيمياء هي الكيمياء الفيزيائية والكيمياء العضوية والكيمياء غير العضوية إضافة إلى علوم أخرى كالكيمياء الحيوية والفيزياء والهندسة والاقتصاد. يتطلب التحليل عادة التدقيق في مسألة اختيار العينة وأفضل الطرائق للوصول إلى المطلوب من التحليل ودقته. ومن الضروري تبعاً لذلك أن تفهم مبادئ التحليل فهماً وافياً.
عندما تهدف الاختبارات المجراة على العينة إلى تحديد هوية نوع واحد أو أكثر من مكوناتها فإن هذا التحديد يُدعى بالتحليل النوعي qualitative analysis، وإذا رغبنا بإجراء اختبارات تهدف إلى معرفة مقدار إحدى مكونات هذه العينة فإن هذه الاختبارات تُدعى بالتحليل الكمي quantitative analysis، أما عندما تؤدي الاختبارات التي تُجرى على العينة إلى توضيح ترتيب الذرات في جزيئة أو بلَّورة المركب أو توضح وجود مواقع زمرة وظيفية عضوية معينة فإن هذه الاختبارات تُدعى بالتحليل البنيوي structure analysis.
هناك كثير من الأمور المشتركة بين التقنيات والطرائق المستخدمة في التحليل النوعي والتحليل الكمي، إذ تُحَضَّر العينة للتحليل بالمعالجات الفيزيائية والكيميائية، ثم تُقاس بعض خواص المادة المراد تحديدها، وهنا تتعلق دقة القياس بنوع التحليل، ففي التحليل النوعي لا يُفترض أن يكون هناك تناسب ما بين الخاصة المدروسة للمادة المراد تحديدها وكميتها؛ أما في التحليل الكمي فيجب أن تتناسب الخاصة المدروسة لهذه المادة مع كميتها بشكل قابل للقياس وقابل للتكرار. كما يجب إجراء تعيير مدروس بعناية للطرائق المستخدمة في التحليل الكمي.

تابعونا…


(مهندس صلاح يحيى) #17

[SIZE=4][B]نستكمل الحدبث :

[/b][/size] وظيفة الكيمياء التحليلية

تطور التحليل الكيميائي كتفاً إلى كتف مع تطور التقانات الحديثة. ففي العهود الأولى للتحليل الكمي في نهاية القرن التاسع عشر، أعطى التحليل الكيميائي أسساً مهمة لتطور الكيمياء. فمثلاً أعتمدت دراسات الاحتراق التي أجراها لافوازييه La Voisier والنظرية الذرية التي افترضها دالتونDalton على نتائج التحليل الكيميائي الكمي. وفي الوقت الحاضر فإنه لا يمكن تطوير الترانزستورات بدون إجراء تحاليل كيميائية كمية دقيقة وحساسة، وبالمقابل كلما تحسن أداء الترانزستورات سمح ذلك ببناء أجهزة تحليلية أعلى حساسية ودقة ووسَّع مجال استخدامها،

وفيما يلي بعض أهم مجالات استخدام التحليل الكيميائي:

ـ الأبحاث الأساسية:

أول خطوات البحوث العلمية هو تحديد مكونات المنظومات المجهولة بالتحليل الكيميائي النوعي، يلي ذلك إجراء الاستقصاءات البنيوية والقياسات الكمية ومثال ذلك كشف وتخليق الأدوية الجديدة.
ـ تطوير المنتجات: غالباً ما يتعلق تصميم وتطوير منتجات جديدة بالربط بين تركيبها الكيميائي وخواصها الفيزيائية أو أدائها، ومثال ذلك تطوير السبائك، أو البوليمرات الجديدة التركيب.

ـ ضبط جودة المنتجات:

تتطلب أغلب الصناعات ثبات جودة المنتج. وللتأكد من الوصول إلى هذا المتطلب، يتم إخضاع كلٍّ من المواد الأولية والمنتجات النهائية إلى تحاليل كيميائية موسعة. من ناحية أخرى يجب المحافظة على المكونات اللازمة للإنتاج ضمن مستويات مثالية، في حين يجب المحافظة على الشوائب الأخرى، مثل المواد السمية في الأغذية، بمستويات أخفض من الحدود العليا التي تسمح بها المواصفات القياسية المعتمدة.

ـ متابعة وضبط المُلوِّثات:

أشهر مشكلات التلوث هي المشكلات الناجمة عن المعادن الثقيلة والمبيدات العضوية المكلورة. فهناك حاجة ملحة لإجراء تحاليل حساسة ودقيقة دورياً للتمكن من تحديد مدى انتشار المُلوِّثات في البيئة ومستويات التلوث بها من أجل ضبط المخلَّفات الصناعية.


(مهندس صلاح يحيى) #18

نستكمل الحديث: [SIZE=4]

[/size] استخلاص الفلزات في الكيمياء التحليلية

اتحاد احد الفلزات بالاكسجين اتحاد الفلزات اتحاد الفلزات بالاكسجين اتحاد الفلزات بالوكسجين اتحاد الفلزات مع الاكسجين استخلاص الفلزات من خاماتها العمليات الكيميائية لاستخلاص الذهب من الشوائب صور اتحاد احد الفلزات مع الاكسجين عملية الملغم ما هي المواد فصل الذهب عن الشوائب
لفلزات، علم. علم الفلزات تخصص علمي يُعنى بفصل الفلزات واستخلاصها من خاماتها، وإعدادها في صورة مناسبة لاستخدام الإنسان. ومعظم المواد الفلزية التي نستخدمها في حياتنا تم الوصول إلى صورتها التي بين أيدينا، بجهود العاملين في مجال الفلزات. وتُعد المواد الفلزية من أهم المواد في حياة البشرية؛ فهي التي توصل الكهرباء إلى المنازل، وإلى المصانع، كما ينشأ منها الهيكل العام لناطحات السحاب. وتصنع أيضًا من الفلزات معظم الأجزاء في السيارات، والقطارات، والطائرات. كما يصنع منها أيضًا الكثير من المعدات. وبوجه عام يمكن القول: إنه بدون الفلزات لن تكون هناك صناعات أو تصنيع أو إنشاءات. وينقسم علم الفلزات إلى قسمين أساسيين: هندسة استخلاص الفلزات، أو علم العمليات الفلزية، وعلم فيزياء الفلزات، أو السبائك الفلزية.

استخلاص الفلزات

يُعنى علم استخلاص الفلزات باسترجاع الفلزات والحصول عليها من خاماتها، ثم تنقية الفلزات الناتجة للوصول بها إلى درجة عالية من النقاء. ويشمل علم استخلاص الفلزات عدة أفرع تخصصية من العمليات التجارية مثل تهيئة المعادن، والتحميص، والتلبيد، والصهر والاختزال، والاستخلاص بالتصفية، والتحليل بالكهرباء والملغمة.

تهيئة المعادن. هي إحدى خطوات عمليات استخلاص الفلزات، وتجري بعد تعدين الخام من المناجم وقبل مرحلة استرجاع الفلز منه. وعملية تهيئة الخام هي إزالة أقصى كمية ممكنة من الشوائب والمواد الدخيلة غير المرغوب فيها من الخام قبل إجراء المراحل التالية من الاستخلاص. وتتم عمليه تهيئة المعادن في العادة بسحق الخام إلى درجة يمكن عندها فصل الفلز، ومعه بعض العناصر غير الفلزية بعيدًا عن النفايات أو المواد غير المرغوب فيها، ثم يتم بعدئذ فصلُ النفايات بعيدًا بالتعويم أو بعمليات غسيل مختلفة. وفي عملية التعويم يقلب الخام المسحوق (يحرك) في الماء، بوساطة الهواء، أو فقاعات غازية. ويساعد وجود بعض المواد الكيميائية أو الزيوت على التصاق حبيبات المعادن بالفقاعات الهوائية، حيثُ تُزال عندئذ المعادن في صورة رغوة. ويطلق على مواد النفايات التي توجد مع خام المعدن اسم الشوائب المعدنية وبإزالتها من الخام تقل عندئذ كمية المواد المتداولة، التي ستجرى عليها عمليات الاستخلاص اللاحقة. ونتيجة لهذه المعالجة والحصول على خام غني أكثر تركيزًا، تصبح عمليات تنقية الفلز في صورته النهائية ذات جدوى اقتصادية.

التحميص:

تُعَدُّ عملية التحميص إحدى طرق استخلاص الفلزات. وفي هذه العملية تتم إزالة الكبريت وبعض الشوائب الأخرى من الخام. وتجري عملية التحميص بتسخين الخام في الهواء. وأثناء التسخين يتحد الكبريت وبعض الشوائب الأخرى مع أكسجين الهواء مكونةً مركبات غازية، تخرج كجزء من الغازات المتصاعدة. وتحتوي المادة الجامدة المتخلفة من التسخين مع الهواء على أكسيد الفلز (مركب الفلز والأكسجين) ولابد من الاستمرار في معالجة المادة المتبقية من التحميص بالتنقية أو بالاختزال للحصول على الفلز في صورة نقية.

التلبيد:

يمكن أن تحدث عملية التلبيد بصورة تلقائية إذا أجريت عملية التحميص عند درجة حرارة عالية. وفي عملية التلبيد تتجمع الحبيبات الدقيقة المتجاورة، مكونة كتلاً كبيرة الحجم. ويتم اتصال الحبيبات الدقيقة معًا بتأثير قوة الشد السطحي بين الحبيبات، وهي نفسها القوة المؤدية إلى تجمع قطرات الماء الصغيرة معًا لتكوين قطرات أكبر حجمًا. وفي بعض الحالات يصاحبُ عملية التلبيد انصهار جزئي لحبيبات الخام الدقيقة، ولكن في معظم الحالات تظل الحبيباتُ في حالة جامدة أثناء هذه العملية. والركام أو الكتل كبيرة الحجم الناتجة عن عملية التلبيد، تكونُ غير منتظمة الشكل، ولكن يمكن التعاملُ معها واستخدامها في العمليات التالية بيسر وسهولة أفضل من الحبيبات دقيقة الحجم.

الصهر:

بعد إجراء عمليات التهذيب الأولية للخام مثل تهيئة الفلز، أو التحميص، أو التلبيد تبدأ عندئذ عمليات الاستخلاص الفعلية. والطريقةُ الفعلية لاسترجاع الفلز واستخلاصه هي عملية الصهر، أي صهر الخام بطريقة تسمح بإزالة الشوائب المعدنية. ففي حالة استخلاص الحديد على سبيل المثال، يشحن الخام في فرن ضخم مبطن بالطوب الحراري، يطلق عليه الفرن العالي. ويتعرض الخام في الفرن لحرارة عالية، كما توضع مع الخام أيضًا كميات من الكوك والحجر الجيري. وعند احتراق الكوك في الفرن العالي ترتفع درجة حرارة الفرن، وينطلق غاز أول أكسيد الكربون. ويعمل غاز أول أكسيد الكربون عامل اختزال لخام الحديد؛ حيثُ يأخذ منه الأكسجين مساعدًا على تنقية الفلز. وفي هذه الأثناء تنصهر أيضًا كثير من شوائب الخام الأخرى، وتتحد مع الحجر الجيري مكونة تجمعًا سائلاً، يعرف باسم نفاية المواد الهالكة، وهي في العادة أخف من فلز الحديد، لهذا تطفو النفاية على قمة سطح الفلز المنصهر، حيث تسحب من الفرن في صورة خَبَث. ويسحب الخبث من فتحات موجودة على جوانب الفرن، وتقع على مستوى أعلى من مستوى فتحات سحب الحديد المنصهر. ولا يكون مصهور الحديد الناتج عن عمليات الاستخلاص المذكورة خاليًا تمامًا من الشوائب، ولكنه يحتوي على كميات منها، ولكن الحديد المستخلص يمثل معظم محتويات الحديد في الخام. ونظرًا لاحتواء الحديد على كمية من الشوائب فلابد من تنقيته بصورة أفضل. وفي غالب الأحوال تتم عملية تنقية الفلز بتفاعله مع الأكسجين في أفران تنقية خاصة.

استخلاص الفلزات بالتصفية.

يمكن استخلاص بعض الفلزات من خاماتها بكفاءة عالية، وذلك بفصلها عن خاماتها بطريقة استخلاص الفلز باستعمال مذيب. وتقوم هذه الطريقة بإذابة الفلز وفصله عن الخام عن طريق إذابته بالمذيبات الكيميائية المناسبة، ثم يلي ذلك استرجاع الفلز المذاب من المحلول الكيميائي بعملية أخرى تعرف باسم الترسيب. ومن أشهر الأمثلة على استخلاص الفلزات بالإذابة فصل الذهب من خاماته من خلال معالجتها بمحلول قاعدي ضعيف من السيانيد. وبعد إذابة الذهب من خاماته في محلول سيانيد الصوديوم يُضاف للمحلول الكيميائي المتكون فلز الخارصين. ويتفاعل فلزُ الخارصين مع المحلول الكيميائي مؤديًا إلى ترسيب، أي فصل جميع الذهب من المحلول ويتجمع على فلز الخارصين.

التحليل بالكهرباء:

كما ذُكر سابقًا يمكن الحصول على الفلز من خاماته في عملية الاستخلاص بالمحاليل المذابة عن طريق إضافة فلز آخر إلى المحلول الكيميائي المتكون، إلا أنه في بعض الأحيان يمكن استرجاع الفلز المذاب من محلول الإذابة الذي يطلق عليه المحلول الكيميائي، عن طريق التحليل بالكهرباء.
ومن أمثلة استرجاع الفلز من المحلول الكيميائي بعملية التحليل بالكهرباء هو فلز النحاس الذي يُذاب من بعض خاماته باستخدام حمض الكبريتيك. وفي هذه الحالة يوضع المحلول الكيميائي الناتج عن الإذابة في خلية تحليل إلكتروليتي. وينساب التيار الكهربائي في خلية التحليل الإلكتروليتي من مصعد (قطب موجب) مصنوع من الرصاص خلال المحلول الكيميائي ليصل إلى مهبط (قطب سالب) من النحاس. وتكون جسيمات النحاس في المحلول موجبة الشحنة، ولهذا فإن هذه الجسيمات تنجذب إلى الأجسام المضادة لها في الشحنة، أي مهبط النحاس سالب الشحنة. ومن العناصر الأخرى التي تستخلص أو تسترجع بالتحليل بالكهرباء عُنصُرا الألومنيوم والمغنسيوم.

ويستخدم التحليل بالكهرباء أيضًا في تنقية الفلزات.
ومن أشهر الأمثلة على ذلك تنقية فلز النحاس. وفي هذه الحالة يصنع الفلز غيرُ النقي في صورة مصعد، وعند مرور التيار الكهربائي خلال المحلول الإلكتروليتي، تفقد ذرات النحاس النقية الموجودة في المصعد إلكتروناتها وتدخل إلى المحلول في صورة جسيمات موجبة الشحنة. وبعدئذ تنتقل هذه الجسيمات خلال المحلول متجهةً إلى المهبط، وهناك تكتسب تلك الجسميات قدرًا كافيًا من الإلكترونات، لتصبح ذرات نحاس متعادلة. وتتخلف معظم الشوائب، في حين تترسب ذرات النحاس في صورة نقية على المهبط.

الملغمة:

تستخدم طريقة الملغمة أحيانًا لاستخلاص الذهب والفضة من خاماتهما. يحمل مسحوق الخام بمحلول إلى ألواح مغطاة بالزئبق. وفي أثناء مرور السائل يجذب الزئبق الفلز من السائل متحدًا معه. ويكوّن الزئبق مع الفلز سبيكة يطلق عليها سبيكة الملجم، ويحدث ذلك مع الذهب أو الفضة. وبعد عملية سحب الفلز من السائل وتكوين الملغم، يسخن الملغم المتكون، وتسبب حرارة التسخين تفكك الزئبق وانفصاله عن الملغم ويكون في حالة غليان لينفصل في صورة غازية. ويمكن استرجاع الزئبق من حالته الغازية، ثم إعادة استخدامه مرات أخرى. ويصاحب انفصال الزئبق من الملغم تخلف فلز الذهب أو الفضة في صورة إسفنجية.



(كواريزما) #19

الحــين فهمت الله يجعله من موازين حسناتك مشكوووور


(مهندس صلاح يحيى) #20

تحت أمرك مهندس كواريزما … الله يعطيك العافية