تكنولوجيا مسحوق الحديد

مسحوق الحديد تتضمن تقنية مسحوق الحديد إنتاج مسحوق الحديد واستخدامه في تطبيقات متنوعة، بما في ذلك التصنيع الإضافي (الطباعة ثلاثية الأبعاد)، وتخزين الطاقة باعتباره وقودًا مستدامًا خاليًا من ثاني أكسيد الكربون، بالإضافة إلى استخدامه في ميتالورجيا المساحيق التقليدية لإنتاج أجزاء معدنية. وتشمل طرق الإنتاج تقنية الإسفنج الحديدي، والتحليل الكهربائي، والتحلل الذري. هذه التكنولوجيا تتطور بسرعة، مما يوفر طرقًا جديدة لخفض الانبعاثات الكربونية في الصناعات، وإنتاج مكونات معقدة، وبناء أنظمة طاقة دائرية.
تقنيات الإنتاج

تقنية الإسفنج الحديدي:
تتضمن اختزال خام أكسيد الحديد في الحالة الصلبة باستخدام الكوك والجير لتكوين إسفنج حديدي مسامي، يتم بعدها سحقه وتسخينه.
مسحوق الحديد الإلكتروليتي:
يتم إنتاجه عن طريق التحليل الكهربائي، مما ينتج عنه جزيئات نقية ودقيقة ذات شكل متفرع أو رقائقي توفر قابلية ضغط ممتازة ونشاط كيميائي.
التحلل الذري:
تُستخدم ضغوط مائية أو غازية عالية لرش الحديد المنصهر، مما يؤدي إلى تفتته إلى قطرات تتحول إلى مسحوق عند التصلب. تشمل العمليات الأخرى التحبيب الرشقي والطحن الفائق الدقة.

تطبيقات
التصنيع الإضافي (الطباعة ثلاثية الأبعاد):
تُستخدم مسحوق الحديد في عمليات مثل الانصهار الليزري الانتقائي (SLM) والطباعة بتثبيت المادة الرابطة (binder jetting) لإنتاج أجزاء معدنية معقدة ودقيقة تُستخدم في صناعات مثل السيارات والفضاء والأجهزة الطبية.
الطاقة المستدامة:
تخزين الطاقة والوقود: يجري استكشاف استخدام مسحوق الحديد كمصدر قابل للتجديد وخالي من الكربون للطاقة. ويتم حرقه في عملية دائرية تُعرف بـ"الصدأ وإزالة الصدأ" لإنتاج الحرارة اللازمة للصناعات والتدفئة المركزية وتوليد الكهرباء دون انبعاثات لثاني أكسيد الكربون.
الحجب الكهرومغناطيسي: يُستخدم مسحوق الحديد الكهربائي عالي النقاء في مواد الحجب الكهرومغناطيسي.
المُحَفِّزَات الكيميائية: تجعل درجة النقاء والفعالية العالية لمسحوق الحديد الإلكتروليتي منه مناسبًا للاستخدام كعامل محفز كيميائي.
صناعات مسحوق المعادن:
وهو القطاع الأكبر، حيث يُستخدم مسحوق الحديد لإنتاج القطع الهيكلية، ويُنتج مسحوقًا يتمتع بقوة خام جيدة (Green Strength) يمكن التعامل معه قبل عملية التلبيد باستخدام عملية الحديد الإسفنجي.
المزايا الرئيسية
الاستدامة البيئية:
يُعد استخدامه في تطبيقات الطاقة خاليًا من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.
الاقتصاد الدائري:
يمكن إعادة استخدام مسحوق الحديد بشكل لا نهائي، مما يسهل إنشاء نظام دائري مغلق للطاقة.
السلامة:
مسحوق الحديد غير قابل للانفجار، وهو خيار أكثر أمانًا مقارنة بوسائل نقل الطاقة الأخرى مثل الهيدروجين.
كثافة طاقة عالية:
كثافة الطاقة الحجمية لمسحوق الحديد كوقود تفوق كثافة بعض وسائل الطاقة الأخرى.