خاک آهن چیست و چه کاربردهایی دارد ؟

همه چیز در مورد خاک آهن

خاک آهن چیست ؟ چه کاربردهایی دارد؟ به طور کلی باید گفت همان براده های باقی مانده در هنگام برش یا عملیاتی مانند حفاری روی آهن یا فولاد است. در اینجا به خاک آهن و ویژگی‌ های آن می پردازیم.خاک آهن در صنایع مختلفی از کودهای طبیعی برای درختان گرفته تا بسته بندی مواد غذایی مورد استفاده قرار می گیرد. قیمت آن نیز مانند قیمت انواع تیرآهن از جمله قیمت تیرآهن لانه زنبوری به نوسانات بازار، نرخ ارز و دلار بستگی دارد. بنابراین قیمت خاک آهن متناسب با قیمت آهن تغییر می کند.

یکی از آلیاژهای آهن که به طور گسترده در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد، فولاد است. از ترکیب سنگ آهن با عناصری مانند کربن، کروم، نیکل و آهن آلیاژهای مختلف آهن مانند فولاد به دست می آید. همانطور که گفته شد  محصولات فولاد بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. در فرآیند جامع و مراحل گسترده و صنعتی فولاد؛ خاک آهن پس از برش محصولات فولادی باقی می ماند.

خاک آهن چیست ؟

خاک آهن یا تراشه های آهنی همان گرد و غباری است که در حین عملیات برش روی آهن و فولاد باقی می ماند. خاک آهن روی قطعات فلزی نیز در حین عملیاتی مانند سوراخ کاری یا خراش دادن از قطعات فلزی جدا می‌شود. اگرچه خاک آهن به عنوان ضایعات آهن در نظر گرفته می شود، اما می توان از آن در صنایع مختلف استفاده کرد و ضایعات قطعات فولادی و آهنی را به حداقل برسانید.

روش استفاده از خاک آهن در صنعت به دو روش احیا و غیر احیا انجام می شود.

روش احیا شده: دوباره وارد چرخه تولید می شود و برای کاربردهای مختلف استفاده می شود.

روش غیر احیا : در این روش رنگ خاک آهن سیاه زغالی است. پس از مراحل احیا خاکستری می شود و مجدد مورد استفاده قرار می‌گیرد.

خواص فیزیکی و شیمیایی خاک آهن

زمانی که آهن خالص باشد و با عنصری واکنش نشان ندهد، یک فلز سفید درخشان است که به دلیل نرمی آن به راحتی ماشینکاری می شود. از طرف دیگر، بسیار واکنش پذیر است و اگر در محیط مرطوب قرار گیرد، یک پوشش اکسید هیدراته روی تراشه ها تشکیل می شود.خاک آهن یک ماده مغناطیسی جامد با درخشندگی خاص است. نقطه ذوب این ماده ۱۵۳۵ و نقطه جوش ۳۰۰۰ درجه است، بنابراین با توجه به ویژگی ذکر شده به دلیل نزدیکی با دمای بالا آتش می گیرد.

خاک آهن نیز مستعد اکسیداسیون است و نباید در معرض آب و هوا قرار گیرد. در حلال های آلی غیر اسیدی محلول است. ذرات خاک آهن مانند آهنربا عمل می کنند و به میدان مغناطیسی آهنربا حساس هستند و ذرات به راحتی یکدیگر را جذب می کنند. این خاصیت باعث ایجاد الگوهای مختلف ذرات آهن می شود.

فلز آهنی به دلیل خواص منحصر به فرد خود اساس بسیاری از مقاطع فولادی است. به همین ترتیب خاک آهن ساخته شده از این فلز کاربردهای زیادی دارد. خواص منحصر به فرد آلیاژ آهن به همراه کربن، نیکل، کروم و سایر عناصر باعث تولید موادی با خواص شیمیایی و فیزیکی متفاوت خواهد شد.

کاربرد خاک آهن

با توجه به خواص منحصر به فرد عنصر آهن، براده های حاصل از برش آلیاژهای آهنی نیز دارای خواص و کاربردهای منحصر به فردی هستند. خاک آهن را می توان به طور مستقیم یا غیر مستقیم در صنایع مختلف استفاده کرد. از جمله کاربردهای خاک آهن، برای حذف آرسنات و آرسنیت از آب آشامیدنی و در صنعت الکترود استفاده می شود. در زیر چند نمونه دیگر از کاربردهای خاک آهن آورده شده است.

سیستم تصفیه آب

از خاک آهن می توان برای ساختن نمک‌های فریک و آهنی استفاده کرد که برای تصفیه آب استفاده می شود. در تهیه این نمک ها از کلرید فریک، کلرید آهن و اکسیدهای آهن که همگی از محصولات خاک آهن هستند استفاده می شود.

بسته بندی غذا

از بسته بندی خاک آهن در بسته بندی مواد غذایی برای جذب بهتر اکسیژن استفاده می شود.برای این کار باید از خاک آهن بسیار ریز با درصد خلوص بالا استفاده کرد. خاک آهن همچنین برای تقویت مواد مغذی و مکمل در صنعت داروسازی استفاده می شود.

جوشکاری و لحیم کاری

یکی دیگر از کاربردهای خاک آهن، لحیم کاری قطعات مختلف است. در واقع از این پودر برای ایجاد درزهای محکم بین قطعات استفاده می شود. به دلیل تحمل حرارت بالای خاک آهنی در هنگام لحیم کاری به صورت مایع ذوب می شود. در این حالت شکاف بین دو قسمتی که قرار است به هم جوش داده شوند را پر می کند.

خاک آهن همچنین در جوشکاری، سیم های هسته یا به عنوان بخشی از مواد پوششی برای جوشکاری به الکترودها استفاده می شود.

استفاده از خاک آهن در صنعت چاپ

خاک آهن را می توان در چاپخانه ها مانند چاپگرهای رنگی، کپی و چاپگرهای سیاه و سفید نیز استفاده کرد. از آنجایی که این دستگاه ها از کارتریج تونر استفاده می کنند، هسته های حامل باید حاوی براده یا خاک آهن باشند. در واقع از این هسته ها برای انتقال و شارژ تونر قبل از انتقال به گیرنده نوری استفاده می شود.

حذف ناخالصی های گوگرد در سوخت های گازی

خاک آهن برای تصفیه سوخت های گازی به ویژه برای حذف گوگرد از آنها استفاده می شود. به این ترتیب گوگرد به راحتی توسط براده های آهن اکسید شده و از بین می رود.

برای افزایش رسانایی مواد

یکی دیگر از کاربردهای خاک آهن در محصولات پلیمری صنعتی از اهمیت بالایی برخوردار است، زیرا آهن رسانای خوبی برای گرما است. استفاده از مقدار معینی خاک آهن برای تقویت پلیمر می تواند رسانایی حرارتی مناسب برای کاربرد مورد نظر را افزایش دهد.

کاربرد خاک آهن در تولید لنت ترمز

یکی از کاربردهای خاک آهن استفاده از آن در تولید لنت ترمز است.در این روش خاک آهن به چرخه تولید برمی گردد و پوسته اکسید آهن همراه با خاک آهن استفاده می شود. لنت ترمز با انجام فرآیندهای مختلفی بر روی این مواد تولید می شود.

البته از آهن اسفنجی در تولید لنت ترمز و همچنین خاک آهن استفاده می شود. با این حال، این نوع لنت ترمز به خوبی لنت های ساخته شده از خاک آهن نیست.

در صنعت فولاد

یکی از مزایای خاک آهن این است که می توان از آن در زنجیره تولید فولاد استفاده مجدد کرد. خاک آهن همراه با پوسته اکسید آهن آن برای تولید گلوله، بریکت و آگلومره استفاده می شود. اینها جزو محصولات میانی فولادی هستند که از خاک آهن تولید می شوند، بنابراین می توان گفت که تراشه های آهن در چرخه بازسازی قرار می گیرند.

افزایش وزن مواد

از خاک آهن همچنین می توان به عنوان پرکننده یکنواخت برای افزایش وزن لوازم جانبی مانند قالب های پلاستیکی یا پلیمری مورد استفاده برای کارهای مهندسی استفاده کرد.

کاربرد خاک آهن در کشاورزی

از خاک آهن می توان به عنوان کود برای ریختن درختان میوه استفاده کرد. در واقع با استفاده از این روش تا حد قابل ملاحظه‌ای آهن درختان میوه تأمین می‌شود. زمانی که گیاه دچار کمبود آهن باشد، گیاه شروع به زرد شدن می کند و فرآیند تولید کلروفیل مختل می شود. در نتیجه فرآیند فتوسنتز مهار شده و رشد و عملکرد گیاه کاهش می یابد.

از آنجایی که آهن یک ریزمغذی ضروری برای رشد گیاهان است، حیواناتی که از گیاهان فاقد آهن استفاده می کنند نیز دچار کمبود آهن هستند. در نهایت بسته به کاهش سطح آهن در حیوانات، کیفیت تغذیه انسان نیز کاهش می یابد.

تولید رنگهای صنعتی و شیمیایی

خاک آهن در صنایع مختلف کاربردهای زیادی دارد.یکی از کاربردهای آن در صنایع شیمیایی استفاده از خاک آهن برای تولید رنگ های مغناطیسی است. برای استفاده از این پودر در رنگ های شیمیایی ابتدا باید خاک آهن را آنالیز کرد که در صورت معیوب نبودن و تایید شدن می توان از آن استفاده کرد.

از خاک آهن نیز برای ساخت رنگ های آهنی استفاده می شود. از این رنگ ها می توان برای رنگ آمیزی چوب استفاده کرد. ویژگی متمایز رنگدانه های تولید شده از خاک آهن این است که وقتی روی چوب استفاده می شود، به چوب نفوذ می کند و مقاومت آن را در برابر آب یا هوا افزایش می دهد.

کاربرد خاک آهن در آزمایشگاه

خاک آهن بسته به نوع کاربرد در آزمایشگاه های مختلف قابل استفاده است. به عنوان مثال، پخاک آهن در آزمایشگاه هایی که در معرض میدان های مغناطیسی هستند استفاده می شود. خاک آهن همچنین در لوازمی مانند اسلایم مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تولید محصولات اصطکاکی

از خاک آهن برای تولید محصولات اصطکاکی نیز استفاده می شود. این محصولات در سیستم های ترمز خودروها و وسایل نقلیه تجاری، قطارها، هواپیماها، موتورسیکلت ها و سایر کاربردهای صنعتی استفاده می‌شود. به عبارت دیگر از این محصولات به عنوان بخشی از لنت ترمز خودرو که در بالا ذکر شد نیز استفاده می شود.

مزایای استفاده از خاک آهن

استفاده از خاک آهن به عنوان ماده بازیافتی در صرفه جویی در انرژی و مواد اولیه بسیار موثر است. در واقع با بازگرداندن خاک آهن به چرخه تولید تا حد زیادی از هدر رفتن سرمایه جلوگیری می شود.

مزیت استفاده خاک آهن در تولید مجدد فولاد

فولاد ساخته شده از خاک آهن هنوز قابل بازیافت است و می توان آن را با مواد اولیه با همان کیفیت تولید و دوباره استفاده کرد.

به طور نسبی می توان گفت که هر تن فولاد بازیافتی ۱۴۰۰ کیلوگرم سنگ آهن، ۷۴۰ کیلوگرم زغال سنگ کک و ۱۲۰ کیلوگرم سنگ آهک صرفه جویی می کند.

مزیت استفاده از خاک آهن به عنوان کود طبیعی

خاک آهن نیز به عنوان کود طبیعی برای درختان بسیار مفید بوده است. در واقع استفاده از کودهای آهن طبیعی برای درختان مصرف کودهای شیمیایی را تا حدودی کاهش می دهد. ترکیبات شیمیایی اغلب دارای تاریخ انقضا هستند که زمان مصرف کود را محدود می کند. اگر در کود آهن، عامل کلات کننده باشد، طبیعی است و تاریخ انقضا ندارد بنابراین می توانید هر زمان که بخواهید از آن استفاده کنید.

به طور کلی استفاده مجدد از خاک آهن در صنایع مختلف باعث ایجاد اشتغال قابل توجهی می شود. از سوی دیگر می توان با تولید محصولات فولادی از حجم واردات قطعه فولادی به کشور کاسته و از فروش خاک آهن به سایر کشورها جلوگیری کرد.

تولید کنندگان خاک آهن

به دلیل خواص منحصر به فرد خاک آهن و کاربردهای متعدد، تولیدکنندگان زیادی به دنبال تولید خاک آهن با کیفیت بوده اند. در واقع، هدف آنها از تولید براده یا خاک آهن، پیشی گرفتن از رقبای سرسخت و گرفتن رونق بازار است. تولید خاک آهن نیز مراحل خاص خود را دارد.

مراحل تولید خاک آهن

برای تولید خاک آهن ابتدا باید قسمت هایی از آهن خورده شود. برای این کار اگر قطعه آهن به صورت لوله باشد از فرز استفاده می شود و اگر به صورت ورق فولادی باشد با سمباده، براده یا خاک آهن تولید می شود.

مرحله بعدی غربالگری براده های آهن است. در واقع قطعات کوچک و بزرگ خاک آهن باید جدا شوند.

در مرحله نهایی، براده‌ها شسته می شوند. این کار با استفاده از روغن معدنی یا گلیسیرین انجام می شود. برای این کار براده‌ها و خاک آهن را داخل روغن می ریزند تا شسته شود که از اکسید شدن و زنگ زدگی خاک آهن و براده‌ها جلوگیری شود.

آهن یکی از فراوان ترین و پرمصرف ترین فلزات در طبیعت است. خواص این فلز منحصر به فرد باعث شده است تا برای صرفه جویی در سرمایه و به کارگیری نیروی کار از براده یا خاک آهن در صنایع مختلف استفاده شود.

علاوه بر موارد فوق، استفاده از خاک آهن می تواند به عنوان کاتالیزور در صنایع شیمیایی و متالورژی برای تولید محصولات دیگری مانند فیلتراسیون روغن برای تولید رس‌های فلزی مورد استفاده در جواهرات استفاده شود.

اینستاگرام آهنات را دنبال کنید