خاک آهن چیست و چه کاربردی دارد؟

خاک آهن یکی از منحصربه‌فردترین مواد موجود در جهان است که کاربردهای بسیار گسترده و متفاوتی دارد. این محصول خاص از تصفیه آب گرفته تا صنعت غذا و دارو کاربرد دارد. هما‌ن‌طور که آهن یک عنصر باارزش و پرکاربرد است، خاک یا براده آهن نیز از قابلیت‌های مهمی برخوردار است. هرکدام از این قابلیت‌ها نقش خود را در صنایع مختلف بازی می‌کند. این محصول گاهی با اصطلاح سوده آهن نیز شناخته می‌شود. چنانچه می‌خواهید همه‌ چیز را درباره ماهیت، مزایا، ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی و کاربرد خاک آهن بدانید، بهتر است تا آخر مقاله از مهدفولاد همراه ما باشید.

خاک آهن چیست و چه ترکیباتی دارد؟

خاک آهن یا به اصطلاح عام براده آهن، ماده‌ای با بافت پودری است که از انجام عملیات مختلف بر روی آهن و فولاد به‌‌دست می‌آید. در واقع، هنگام انجام عملیات برش‌کاری، مته‌کاری، سوراخ‌کردن یا سوهان‌زدن بر روی آهن و فولاد، یک ماده پودری به‌جا می‌ماند. این پودر به‌وسیله ابزار مختلف از مقاطع و شمش فولاد و آهن جدا می‌شود. این ماده‌ در واقع ضایعات آهن و فولاد محسوب می‌شود. توجه داشته باشید که فولاد یکی از آلیاژهای آهن است که از ترکیب سنگ آهن با کربن، نیکل و کروم تهیه می‌شود. این محصول گاهی حاصل انجام عملیات مختلف بر روی شمش و مقاطع فولاد است. بنابراین، این محصول دارای ترکیباتی مانند آهن، کربن، نیکل، و کروم است. به‌طور کلی از محصولاتی مانند فولاد ضد زنگ، مس، آلومینیوم، برنج و کاربید برای تولید سوده آهن استفاده می‌شود.    

خاک آهن چگونه در صنایع به‌ کار گرفته می‌شود؟

براده آهن برای استفاده در صنایع مختلف به 2 روش متفاوت به‌کار گرفته می‌شود:

• روش احیاشده: در این روش خاک آهن دوباره وارد چرخه تولید شده و در صنايع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. گندله، آگلومره یا بریکت اشکالی از این محصول است که در چرخه تولید قرار می‌گیرد.
• روش احیانشده: در این روش، ابتدا خاک آهن که به رنگ ذغالی متمایل به سیاه درآمده، مراحل احیا را طی کرده و خاکستری‌رنگ می‌شود؛ سپس این محصول را وارد چرخه تولید کرده و مورداستفاده قرار می‌دهند.

   

خاک آهن چه خواص و ویژگی‌هایی دارد؟

آهن خالص یک فلز سفید، براق، نرم و بسیار واکنش‌پذیر است. این فلز اگر در محیط مرطوب قرار گیرد، پوششی از اکسید هیدراته روی براده آن شکل می‌گیرد. براده حاصل از آهن و فولاد چند ویژگی مهم دارد که عبارتند از:

• دارای شکل جامد
• دارای خاصیت مغناطیسی
• دارای سطح درخشان
• دارای نقطه ذوب ۱۵۳۵
• نقطه جوش ۳۰۰۰ درجه سانتی‌گراد
• قابلیت اشتعال در مجاورت دمای بالا
• احتمال اکسیداسیون در مجاورت شرايط آب‌وهوایی
• محلول در حلال‌های آلی غیراسیدی
• حساس به میدان مغناطیسی آهنربا
• قابلیت ایجاد الگوهای مختلف از ذرات آهن

خاک آهن چگونه تولید می‌شود؟

خاک آهن طی چند مرحله زیر تولید می‌شود:

• در این مرحله اول قسمت‌هایی از آهن با یک ابزار مناسب خرد می‌شود. چنانچه قطعه آهن از نوع لوله باشد، از فرز استفاده شده و اگر به‌صورت ورق فولادی باشد، از سمباده برای این کار استفاده می‌کنند.
• سپس نوبت به غربالگری براده‌های آهن و جداسازی قطعات کوچک و بزرگ از یکدیگر می‌رسد.
• در مرحله آخر، براده‌ها را با استفاده از روغن معدنی یا گلیسیرین شسته و از اکسیدشدن و زنگ‌زدگی در آن پیشگیری می‌کنند.

   

استفاده از براده آهن چه مزایایی دارد؟

مزایای خاک آهن بسیار زیاد است و مهم‌ترین آن عبارتند از:

• غنی‌سازی خوراک گیاهان، حیوانات و انسان‌ها: با استفاده از کود دارای براده آهن، گیاهان غنی‌سازی می‌شوند. سپس این گیاهان به خوراکی برای دام‌ها تبدیل شده و حیوانات را تغذیه می‌کنند. همین حیوانات و البته خود گیاهان، غذای اصلی انسان را تامین می‌کنند. در نتیجه با گیاهان و دام‌هایی که میزان آهن بدنشان بیشتر است، غذای بهتری برای انسان فراهم می‌شود.
• قابلیت استفاده برای لحیم‌کاری: این ماده قابلیت بسیار زیادی در تحمل دما و حرارت بالا دارد. این خاصیت باعث ذوب شدن براده آهن در دمای بالا و محکم‌کردن درز بین قطعات می‌شود؛ یعنی فضای خالی بین دو قطعه‌ای که قرار است با هم جوش بخورند، به خوبی توسط براده آهن مذاب، پر می‌شود.
• مقرون به‌صرفه: قیمت این ماده به اندازه‌ای مقرون به‌صرفه است که می‌توان در هزینه‌ها تا ۵۰ درصد صرفه‌جویی کرد. این محصول می‌تواند به چرخه تولید برگشته و از یک ماده ضایعاتی به ماده اولیه بسیار باارزش تبدیل شود.
• دارای قابلیت افزایش وزن مواد: این محصول یک گزینه ایده‌آل برای افزایش وزن مواد است. به‌دلیل همین قابلیت، از این سوده آهن برای افزایش وزن لوازم جانبی مانند قالب‌های پلاستیکی یا پلیمری مورد استفاده امور مهندسی، استفاده می‌شود.
• قابلیت استفاده مجدد: خوشبختانه می‌توان به‌راحتی خاک آهن را دوباره به چرخه تولید بازگرداند و استفاده کرد. این قابلیت یک مزیت مهم دارد و آن کمک به پایداری محیط‌زیست است.
• از بین نرفتن سرمایه: با دور نریختن براده‌های آهن که نوعی ضایعات محسوب می‌شود، بخشی از سرمایه پروژه‌های وابسته به آهن و فولاد حفظ خواهد شد.

   

کاربرد خاک آهن چيست؟

خاک آهن تقریبا از همه خواص آهن و فولاد برخوردار است؛ البته این محصول خاص ویژگی‌های فیزیکی متفاوتی دارد که همین موضوع باعث کاربردهای متفاوت آن نیز شده است. به این ترتیب رایج‌ترین کاربردهای براده آهن عبارتند از:

• صنعت تصفيه آب: در این صنعت کاربرد این محصول در حذف آرسنات و آرسنیت موجود در آب آشامیدنی و ساخت نمک‌های فریک و آهنی است. در تهیه این نمک‌ها، از کلرید فریک، کلرید آهن و اکسیدهای آهن استفاده می‌شود.
• صنعت سوخت: در این صنعت برای حذف گوگرد از سوخت‌های مختلف از خاک آهن استفاده می‌شود. در واقع، گوگرد به‌راحتی با براده آهن اکسید شده و از بین می‌رود. در نتیجه، انواع سوخت‌ها به‌وسیله این محصول ناخالصی‌های خود را از دست می‌دهند.
• آزمایشگاه‌ها: در آزمایشگاه‌هایی که در معرض میدان‌های مغناطیسی هستند و همچنین در لوازمی مانند اسلایم، از این ماده استفاده می‌کنند.
• صنعت تولید فولاد: این محصول یکی از مهم‌ترین مواد اولیه تولید مقاطع فولادی است.
• صنعت تولید محصولات اصطکاکی: سیستم‌های ترمز خودروها و وسایل نقلیه تجاری، قطارها، هواپیماها، موتورسیکلت‌‌ها و هر وسیله نقلیه دیگری دارای بخش‌های اصطکاکی است.
• صنعت محصولات غذایی: خاک آهن بسیار ریز و با درصد خلوص بالا در بسته‌بندی‌های مواد غذایی، برای جذب بهتر اکسیژن استفاده می‌شود. همچنین برای غنی‌سازی موادغذایی از این محصول استفاده می‌کنند.
• صنعت تولید محصولات پلیمری: در این صنعت برای تقویت پلیمر از خاک آهن استفاده می‌شود.
• صنعت داروسازی: برای تولید مکمل‌های مختلف از براده آهن استفاده می‌شود.
• صنعت جوشکاری: این ماده در صنعت جوشکاری در سیم‌های هسته‌دار یا برای تهیه مواد پوششی که به الکترودها جوش داده می‌شوند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• صنعت کشاورزی: آهن به‌عنوان یکی از ریزمغذی‌های ضروری برای گیاهان کاربرد دارد. در واقع، در فرایند تولید کلروفیل، عنصر آهن نقش اساسی دارد. یکی از کاربردهای براده آهن، تولید کود و تأمین موادغذایی موردنیاز گیاهان است. خوبی استفاده از براده آهن به‌عنوان کود این است که این ماده تاریخ انقضا ندارد.
• کارخانه تولید لنت ترمز: همان‌طور که گفتیم، این محصول به چرخه تولید بازگشته و در کنار پوسته آهن قرار می‌گیرد. سپس فرآیندهای مختلف بر روی این ترکیب انجام شده و لنت ترمز تهیه می‌شود.
• صنعت چاپ: براده آهن در بخش‌های مختلف صنعت چاپ مانند چاپگرهای رنگی، دستگاه‌های کپی و چاپگرهای سیاه و سفید کاربرد دارد. در واقع، در این دستگاه‌ها از کارتریج تونر استفاده می‌شود. وجود کارتریج باعث می‌شود که در هسته‌های حامل خاک آهن قرار گیرد. از این هسته‌ها، قبل از انتقال تونر به گیرنده نوری و به منظور انتقال تونر و شارژ آن استفاده می‌شود.
• کارخانه‌های رنگ‌سازی: این ماده یک خاصیت مهم دارد و آن ایجاد یکنواختی در رنگ است؛ یعنی سطحی که قرار است رنگ شود، با وجود این ذرات در رنگ، صاف و یک‌دست خواهد بود. همچنین رنگ آهنی با استفاده روی چوب به داخل آن نفوذ کرده و با ایجاد اکسید باعث افزایش مقاومت چوب می‌شوند. درنتیجه چوب در شرایط آب‌و‌هوایی سخت از مقاومت بالایی برخوردار است.
• صنایع محصولات شیمیایی: این ماده به‌عنوان کاتالیزور در صنایع شیمیایی، متالورژی و برای تولید محصولات مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. به این ترتیب برای تهیه فیلتراسیون روغن یا رس‌های فلزی جواهرات از این محصول استفاده می‌کنند.
• تولید گندله: گندله‌سازی، تولید آگلومره و بریکت آهن بدون استفاده از این محصول امکان‌پذیر نیست. در این واحدهای تولیدی، از براده آهن و پوسته اکسید آهن استفاده می‌شود. به این ترتیب ضایعات فولاد دوباره به چرخه مصرف بازگردانده می‌شود.

   

قیمت خاک آهن چگونه تعیین می‌شود؟

مانند هر محصول دیگری در بازار داخلی مقاطع فولادی، نرخ دلار بیشتر از هر عامل دیگری بر روی قیمت خاک  آهن اثرگذار است. همچنین با بالا رفتن قیمت مواد اولیه‌ای مانند سنگ آهن یا مقاطع فولادی، قیمت این محصول نیز افزایش پیدا می‌کند.

نکته آخر

براده آهن همان بخش‌های جداشده از قطعات آهنی و فولادی در هنگام پرداخت است؛ یعنی در هنگام جوشکاری، سوراخ‌کردن، برشکاری و سوهان کشیدن، اضافات مقطع موردنظر به‌صورت پودر از آن جدا می‌شود؛ این پودر جداشده را خاک آهن می‌گویند. این محصول نوعی ضایعات کارخانه‌های تولید آهن و فولاد است؛ اما همین ماده یک محصول پرکاربرد است که در صنعت کشاورزی، کارخانه‌های تولید لنت ترمز و حتی برای تهیه مکمل‌های غذایی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.