المعادن غير الحديدية

في علم المعادن ، المعادن غير الحديدية هي المعادن أو السبائك التي لا تحتوي على الحديد ( أشكال الحديد ، الفريت ، وما إلى ذلك) بكميات ملحوظة.

تُستخدم المعادن غير الحديدية ، التي تُعدّ أغلى ثمناً من المعادن الحديدية عموماً، نظراً لخصائصها المرغوبة مثل خفة الوزن (مثل الألومنيوم )، وارتفاع الموصلية (مثل النحاس )، ^{[ 1 ]} وخواصها غير المغناطيسية أو مقاومتها للتآكل (مثل الزنك ). ^{[ 2 ]} كما تُستخدم بعض المواد غير الحديدية في صناعات الحديد والصلب ^. فعلى سبيل المثال، يُستخدم البوكسيت كعامل مساعد في أفران الصهر ، بينما تُستخدم معادن أخرى مثل الولفراميت والبيرولوسيت والكروميت في صناعة السبائك الحديدية. [ ^{3 ]}

تشمل المعادن غير الحديدية الهامة الألومنيوم والنحاس والرصاص والقصدير والتيتانيوم والزنك، بالإضافة إلى سبائك مثل النحاس الأصفر . كما تُعدّ المعادن النفيسة كالذهب والفضة والبلاتين ، والمعادن النادرة أو الغريبة كالزئبق والتنغستن والبريليوم والبزموت والسيريوم والكادميوم والنيوبيوم والإنديوم والغاليوم والجرمانيوم والليثيوم والسيلينيوم والتنتالوم والتيلوريوم والفاناديوم والزركونيوم ، معادن ^غير حديدية ^. [ 4 ^] وتُستخلص هذه المعادن عادةً من ^معادن مثل الكبريتيدات والكربونات والسيليكات . [ ^{5 ] وتُكرر} المعادن غير ^{الحديدية عادةً} عن طريق التحليل الكهربائي . [ 6 ]

نظراً لاستخدامها الواسع، تُعاد تدوير خردة المعادن غير الحديدية عادةً . تُعدّ المواد الثانوية الموجودة في الخردة حيويةً لصناعة المعادن، إذ غالباً ما يتطلب إنتاج معادن جديدة استخدامها. ^{[ 7 ]} تقوم بعض مرافق إعادة التدوير بإعادة صهر وتشكيل المواد غير الحديدية؛ حيث يُجمع الخبث ويُخزن في الموقع، بينما تُصفّى أبخرة المعادن وتُجمع. ^{[ 8 ]} تُستخرج خردة المعادن غير الحديدية من مخلفات المواد الصناعية، وانبعاثات الجسيمات، وخردة التقنيات القديمة (مثل كابلات النحاس ). ^{[ 9 ]}

كانت المعادن غير الحديدية أول المعادن التي استخدمها الإنسان في علم المعادن. وُجد الذهب والفضة والنحاس في صورتها البلورية المعدنية الأصلية. ورغم ندرتها، وُجدت هذه المعادن بكميات كافية لجذب انتباه الإنسان. ولأنها أقل تأثراً بالأكسجين من معظم المعادن الأخرى، يمكن العثور عليها حتى في الصخور المتآكلة. وكان النحاس أول معدن يُطرق؛ إذ كان ليناً بما يكفي لتشكيله في أشياء مختلفة بالطرق البارد ، كما كان يُصهر في البوتقة . وقد حل الذهب والفضة والنحاس محل بعض وظائف موارد أخرى، كالخشب والحجر، نظراً لقدرتها على التشكيل في أشكال متنوعة لاستخدامات مختلفة. ^{[ 10 ]} ونظراً لندرتها، عُوملت هذه المصنوعات الذهبية والفضية والنحاسية كسلع فاخرة، وحُفظت بعناية فائقة. ^{[ 11 ]} كما بشّر استخدام النحاس بالانتقال من العصر الحجري إلى العصر النحاسي . لقد تم الإعلان عن العصر البرونزي ، الذي أعقب العصر النحاسي، مرة أخرى باختراع البرونز ، وهو سبيكة من النحاس مع معدن القصدير غير الحديدي . ^{[ 10 ]}

تُستخدم المعادن غير الحديدية في التطبيقات السكنية والتجارية والصناعية. ويتطلب اختيار المواد للتطبيقات الميكانيكية أو الإنشائية مراعاة بعض الاعتبارات المهمة، بما في ذلك سهولة تشكيل المادة إلى جزء نهائي، وكيفية تغيير خصائصها، سواءً عن قصد أو عن غير قصد، أثناء عملية التشكيل. وبحسب الاستخدام النهائي، يمكن صب المعادن مباشرةً في الجزء النهائي، أو صبها في شكل وسيط، مثل سبيكة ، ثم تشكيلها بالدرفلة أو الحدادة أو البثق أو غيرها من عمليات التشكيل. وعلى الرغم من استخدام العمليات نفسها مع المعادن والسبائك الحديدية وغير الحديدية، إلا أن تفاعل المعادن غير الحديدية مع عمليات التشكيل هذه يكون غالبًا أشد. ونتيجةً لذلك، قد تختلف الخصائص اختلافًا كبيرًا بين الشكلين المصبوب والمشكل لنفس المعدن أو السبيكة. ^{[ 12 ]}