الحديد fe2/fe3

هو العنصر الرابع شيوعاً في القشرة الأرضية. ثم يأتي بعد ذلك الأكسجين والسيليكون والألومنيوم ، ويبلغ متوسط نسبته فيها حوالي 5% ، وقد عرف الحديد من 4000 سنة ، عندما بدأ المصريون القدماء في صناعة بعض الأسلحة من الحديد وتبينوا مدى تفوقها على الأسلحة المصنوعة من النحاس أو البرونز. وربما كانوا قد حصلو عليه في ذلك الوقت من بعض النيازك الحديدية ، ثم توسع الإنسان في استخدامه بعد توصل الى كيفية استخلاصه من ركازاته بواسطة عمليات الاختزال ، وكان ذلك حوالي سنة 1200 قبل الميلاد والتي تعتبر بداية عصر الحديد الذي لازلنا نعيش فيه حتى الآن ، ومن ذلك الوقت واستخدامات الحديد في تزايد مستمر حتى أصبح أكثر الفلزات استخدماً على الإطلاق ، فاستخدامات الحديد أكثر مما يمكن حصره ، وهو الأساس للتقدم الصناعي الهائل للدول الغربية بعد الثورة الصناعية عام 1710 م التي اعتمدت على التطور والتوسع في عمليات اختزال ركازات الحديد بواسطة فحم الكوك والحجر الجيري في الأفران لعالية.

وجد الحديد كمكون أساسي في عدد كبير من المعادن لأهميته الكبيرة فقد قال تعالى ((وَلَهُم مَّقَامِعُ مِنْ حَدِيدٍ )) سورة الحج رقم ( 21 ) فهو يوجد في صخور ( السليكات ) وكذلك المعادن الركازية ( الكبريتيدات والأكسيد ) ، ولكن هناك فقط أربعة معادن تشكل المصادر الأساسية للحديد ، بالإضافة إلى بعض المواد الأرضية التي تطلق عليها أشباه المعادن مثل الليمونيت . ويوجد الحديد الحر كمعدن أيضا على هيئة كتل منبثة في بعض الصخور البازلتية في جرينلاد تتراوح من حبيبات دقيقة إلى كتل تصل الى 20 طن للكتلة الواحدة كما يوجد أيضاً في النيازك .
وأهم معادن الحديد هي :

1. الماجنيتيت Fe3O4 :
يعد هذا المعدن أحد أكاسيد الحديد ، ويتميز بأنه ينجذب بسرعة للمغناطيس ، ولهذا يطلق عليه (أكسيد الحديد المغناطيسي ) وهو أسود اللون ولامع وكثافته عالية . ويكون الماجنيتيت بعض الصخور النارية والمتحولة ، ويعد أهم الخامات التي يستخرج منها الحديد ، ويدخل في صناعة الصلب .والماجنيتيت لا ينصهر ، ويذوب ببطء شديد في الأحماض المركزة ، وتتبع بلورته نظام المكعب تكون على شكل أهرامات صغيرة . وتبدو بلورات الماجنيتيت وكأنها تتكون من بلورتين صغيرتين أو عدة بلورات ، كلها من طائفة واحدة ومتماثلة ومتوازنة ، ويطلق على كل منها أسم (توأم ) . وتوجد الصخور التي تحتوي على الماجنيتيت في السويد وإيطاليا والنمسا وروسيا والولايات المتحدة وجنوب أفريقيا .

2. الهيماتيت Fe2O3 :
يعد الهيماتيت من أهم الخانات التي يستخرج منها الحديد ، ويتركب كيميائياً من أكسيد الحديديك ، ويوجد على هيئة قشور أو طبقات من الكتل السوداء المعتمة أو ذات البريق المعدني ، في الصخور المتحولة التي يدخل في تركيبها . وتتخذ بلورات الهيماتيت أحيانا شكل بتلات الزهور ، ولهذا يطلق على هذا المعدن ( زهرة الحديد ) .. وتتبع البلورات النظام السداسي ، حيث توجد لها ثلاثة محاور أفقية متساوية في الطول ومحور رأسي عمودي عليها . يوجد الهيماتيت غالباً في شقوق صخور جبال الألب خاصة في سويسرا ، وهو يذوب ببطء في حامض الهيدروكوريك المركز الساخن ، ولكنه لا ينصهر ، كما يتحول الى مغناطيس عند تسخينه . ويستخدم في الطلاء وصقل المعادن . وتوجد الصخور التي تحتوي على الهيماتيت في الولايات المتحدة وكندا والبرازيل وروسيا وبريطانيا .

3. السيديريت FeCO3 :
يكون هذا المعدن بعض الصخور الرسوبية ، خاصة الموجودة في جبال الألب . ويظهر بألوان متعددة منها الصفر الباهت والبني الداكن والأسود . وبلورات معدن السيديريت ذات ستة أوجه ، وهي مستطيلة الشكل وقد تكون شفافة أو نصف شفافة ولها بريق زجاجي . وعند تسخين معدن السيديريت يصبح ممغنطاً ، وهولا يذوب إلا في الأحماض المركزة الساخنة محدثاً فوراناً .
يتركب هذا المعدن من كربونات الحديد ، ومن ثم يعد أحد الخامات التي يستخرج منها الحديد . وتتبع بلورات السيديريت النظام السداسي ، حيث توجد لها ثلاثة محاور أفقي متساوية في الطول ومحور رأسي ، وتنتشر الصخور التي تحتوي على السيديريت في النمسا وفرنسا وبريطانيا وإيطاليا وألمانيا والبرازيل وكندا والولايات المتحدة .

4. الليمونيت limonite:
يتركب الليمونيت كيميائياً من أكسيد الحديد المائي ، ويكون في شكل بلورات دقيقة جداً أو ترابية في الصخور النارية ، وهي التي تصلبت من المواد المنصهرة فوق أو تحت سطح الأرض .
والليمونيت أحد الخامات التي يستخرج منها الحديد ، ويكون بألوان متعددة منها الأصفر والبني والأسود . والليمونيت نصف شفاف وهش ومتوسط الصلابة وله بريق زجاجي ، ويذوب ببطء شديد في الأحماض ، وينصهر بصعوبة . وإذا تم تسخينه في الهواء ن فإنه يتحول الى مغناطيس .يستخدم الليمونيت في صناعة الحديد والصلب ، كما يدخل في تصنيع الطلاء ، وتوجد الصخور التي تحتوي على اللليمونيت في كوبا وفنزويلا والبرازيل وأنجولا وكندا والهند .