خبث (كيمياء): الفرق بين النسختين

يفرغ خبث النحاس عادة من الفرن عند حوالي 1100 إلى 1300^هم، ولونه بعد تجمده أسود، وله مظهر حجري أو زجاجي. ويتغير وزنه النوعي مع محتوى الحديد من منخفض 2,8 إلى مرتفع 3,8. ويمكن استخدام العديد من الأخباث غير الحديدية مثل خبث النحاس والرصاص والنيكل بكفائة كمواد مُطِيلَة للأسمنت (بَزُّولان). وقد وجد أن الخلائط الأسمنتية الناعمة الطحن من خبث النحاس والنيكل والأسمنت البورتلاندي يمكن أن تستخدم كمادة رابطة لتثبيت الأساسات في إنشاء الطرق. وحتى يمكن استخدام هذه المواد لهذا الغرض لابد أن تكون مُزجَجَة وناعمة الطحن، ولا يجب أن يكون المحتوى الخبثي في المادة الرابطة عالٍ أكثر من اللازم، والأخباث المستخدمة كبزولان لابد وأن تكون منخفضة التفاعلية. وفى المناطق التي يتوفر فيها خبث النحاس، يشيع استخدامه لتثبيت السكك الحديدية. و الاستخدام الرئيسي لخبث النحاس في تمهيد الطرق هو استخدامه للأساسات الحبيبية وللحشو الهندسي . وهذا يشمل التكسير وتصنيف المقاسات للوصول إلى تدميج ملائم. ومثل كافة الأخباث غير الحديدية لابد من مراجعة المشكلات المحتملة للمواد المترشحة (النُضَاضَة) قبل الاستخدام.

 

نظراً لأن الرصاص والخارصين متلازمان في خاماتهما ومعالجاتيهما المتالورجية فإن أخباث الرصاص والرصاص-خارصين والخارصين ستعتبر مجموعة واحدة. وأخباث هذه المجموعة سوداء أو حمراء اللون وغير متماسكة وزجاجية وحروف جسيماتها ذات زوايا حادة، وأشكالها مكعبة. ووزنها النوعي عالٍ يصل إلى 3,6. والكميات المتاحة من هذه الأخباث صغيرة نسبيا، وتستخدم كحشو في الإنشاءات وفي الأساسات الحبيبية. ومما يرفع من تكلفة نقلها على أساس الحجم إلى المشروعات الإنشائية ارتفاع وزن وحدة الحجم منها، وإنتاجها في مناطق بعيدة عن المشروعات الإنشائية. تجرى حالياً دراسات لاستخدام خبث الرصاص الثانوى المنتج في الأفران الدوارة عند تحويل كبريتات الرصاص وأكاسيده الموجودة في البطاريات المستهلكة إلى رصاص فلزى، تجرى دراسات لاستخدامه في إنتاج كتل الخرسانة.

 

يتكون خبث النيكل من سليكات حديد، يستخرج ويُكوَّم ويترك ليبرد في الهواء، فيكون كلنكرات (مخلفات الحرق)، تكسر بعد ذلك وتستخدم حسب الحاجة. وزنها النوعي عالٍ نسبياً – 3,5.واستخدم هذا الخبث المنتج في "سِدبرى" بكندا لمدة تزيد عن ستين عاماً في تثبيت السكك الحديدية وأثبت كفائة عالية بحيث ينظر إليه كأفضل مادة استخدمت لهذا الغرض. فالخبث المجهز لهذا الغرض ثقيل ومتين وصلد وزاوي الشكل، ويُحشى جيداً تحت الشدادات العرضية للسكة الحديدية، مما يعطى تثبيت أفضل من المثبتات الصخرية. إلا أن ارتفاع وزنه النوعي يرفع من تكلفة نقله مقارنة بالصخر، ويحتاج لطاقة أكبر لتدميجه وفرشه تحت السكة الحديدية. يوفي هذا الخبث أو يفوق المواصفات المعتادة للمثبتات الصخرية في إنشاء السكك الحديدية. الاستخدامات الأخرى لخبث النيكل تشبه استخدامات خبث النحاس، وتستهلك كمية كبيرة منه في الحشو والأساسات.

 

في معظم مصانع الفوسفور، يصب الخبث المنصهر في حفر ويترك ليبرد في الهواء أو يرش بالماء على سطحه، ثم يكسر ويستخدم مثبتاً أو كابحاً للسكك أو رُكَام، وينتج كذلك محبباً ومُمَداداً. تحتوي معظم صخور الفوسفات على ما بين 30 إلى 200 جزء في المليون يورانيوم، ويخرج معظم اليورانيوم في خبث أفران الفوسفات، وقد وجد بالاختبار أن الإشعاع الناتج منه ضئيل جداً وغير ضار. واستخدامات هذا الخبث الحالية والمتوقعة تشابه إلى حد كبير خبث الفرن العالي. وتنحصر في ركام الخرسانة ومثبتات السكك والحشو والأساسات الحبيبية والخرسانة القارية (الأسفلتية) للخبث المبرد في الهواء، وفي صناعة الأسمنت للخبث المحبب، والركام حفيف الوزن للخبث الممدد.

 

* D.W. Lewis, "Slag Utilization" Encyclopedia of Materails Sceince and Engineering, Pergamon Press, 1986, pp. 4460-61.

 

 

* J.J. Emery, "Slag Utilization in Pavement Constrcution", in proceedings of "Extending Aggregate Resources", ASTM, 1982, pp. 95-118