hotchpotch/wikipedia-multilingual-ir-pairs huggingface dataset:
حديد
يستلزم استخراج الحديد من خاماته تطبيق درجات حرارة مرتفعة في القمائن أو الأفران تصل إلى 1500 °س أو أكثر، وهي درجات حرارة أعلى بقرابة 500 °س من تلك المتطلّبة لصهر النحاس؛ لذلك فإنّ الفلزّ الأخير اكتشف قبل الحديد في تاريخ تطوّر البشرية. تمكّن الإنسان من اكتشاف الحديد في أوراسيا في الألفية الثانية قبل الميلاد، بدأ انتشار استخدام الأدوات والمعدّات الحديدية قرابة 1200 سنة قبل الميلاد، لتحلّ مكان الأدوات المصنوعة من سبائك النحاس مثل البرونز. كانت تلك الفترة الزمنية فاصلة في تاريخ البشرية، إذ تمثّل الانتقال من العصر البرونزي إلى العصر الحديدي. تمكّن الإنسان فيما بعد من تطوير سبائك مختلفة للحديد، أهمّها سبائك الفولاذ  المختلفة، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ السبائكي، وكذلك الحديد المطاوع وحديد الصب .
حديد
يكون الحديد في الحالة النقية وبمعزلٍ عن الهواء في الظروف القياسية على شكل فلزّ ذي لون رمادي فضّي، وتكون سطوحه ناعمة وملساء. بالمقابل يؤدّي التماس مع أكسجين الهواء وبوجود الرطوبة إلى تفاعل الحديد وتشكيله طبقةً بنّيّةً محمرّةً من أكاسيد الحديد المُمَيّهة، والتي تدعى بالاسم الشائع «الصَدَأ». على العكس من أكاسيد الفلزّات الأخرى القادرة على تشكيل طبقات أكسيد مُخَمِّلة، فإنّ صدأ الحديد يشغل حجمًا أكبر من الفلزّ ذاته، ما يؤدّي إلى تقشّر سطح الحديد عندما يصدأ، ويفتح المجال إلى صدأ طبقات جديدة، وهكذا دواليك. من الناحية الكيميائية للحديد حالتا أكسدة شائعتان، وهما الحديد الثنائي والحديد الثلاثي. يشترك الحديد في خواصّه العامّة مع خواص الفلزّات الانتقالية الأخرى، بما في ذلك عُنصرَي المجموعة الثامنة المتبقِّيَين: الروثينيوم والأوزميوم. يشكّل الحديد عددًا كبيرًا من المركّبات الكيميائية في مختلف حالات الأكسدة من −2 إلى +7؛ بالإضافة إلى تشكيل عددٍ من المعقّدات التناسقية مثل الفِرّوسين وفِرّي أكسالات البوتاسيوم وأزرق بروسيا، والتي لها عددٌ من التطبيقات المعروفة.
يحوي الإنسان البالغ على قرابة 4 غرامات من الحديد، أي ما يعادل 0.005% من وزن الجسم، وذلك غالبًا على شكل هيموغلوبين وميوغلوبين. يقوم جزيئا البروتين المذكورَين بدورٍ مهمٍّ في استقلاب الفقاريات، وذلك بوظيفتين على الترتيب؛ نقل الأكسجين في الدم، وتخزينه في العضلات. لذلك يعدّ وجود الحديد في الجسم ضررويًا، وهو من المغذّيات الأساسية، إذ يدخل في الدورة الاستقلابية، لذلك ينبغي تعويضه ضمن الطعام بشكلٍ مستمرٍّ. يوجد الحديد أيضًا في المواقع النشطة في عددٍ من إنزيمات الأكسدة والاختزال المهمّة والضرورية للتنفّس الخليوي عند النباتات والحيوانات.
حديد التاريخ
لا يوجد شكٌّ في أنّ الحديد كان واحدًا من العناصر المعروفة للإنسان القديم؛ إذ توجد أدلّة وشواهد تاريخية متنوّعة على استخدامه في مختلف الحضارات من عمليات التنقيب الأثرية في مختلف أرجاء العالم؛ إلّا أنّ تلك الشواهد التاريخية تعدّ قليلةً نسبيًا بالمقارنة مع القطع الأثرية المصنوعة من البرونز، أو تلك المصنوعة من الفلزّات النبيلة مثل الذهب والفضّة. قد يعود ذلك إلى أنّ استخدام الحديد كان محدودًا في الفترات التاريخية القديمة، ومن جهةٍ أخرى لأنه عرضةٌ للتآكل في الأجواء الرطبة، لذلك فإنّ الكثير من تلك المُقتَنَيات المصنوعة من الحديد قد فَنِيَت مع مرور الزمن، ولم يبقَ إلا الضخم منها والمحفوظ ضمن ظروفِ خاصّةٍ.
حديد التاريخ
قبل أن يتعلّم الإنسان في مختلف الحضارات القديمة استخراج الحديد من خاماته، كان الإنسان حتّى قبل بداية العصر الحديدي على تماسٍ مع الحديد من خلال الأحجار النَيزَكية المنتشرة على سطح الأرض في عصر ما قبل التاريخ؛ إذ يعود تاريخ أقدم المنتجات الحديدية إلى الألفية الخامسة قبل الميلاد، وكانت مصنوعةً من النيازك. خُصِّصَ هذا النوع من الحديد لاحقًا باسم «الحديد النَيزَكِي» ، وهو يتميّز بارتفاع محتوى عنصر النيكل فيه (5-18%). ونظرًا لنُدرَته فقد كان الحديد النيزكي قيّمًا، وكان اسمه في اللغة الهيروغليفية المصرية يشير إلى هبوطه من السماء؛ وكان يستخدم في صناعة الأسلحة والأدوات اللازمة لطقوس فتح الفم، بالإضافة إلى استخدامه في صناعة التمائم والحُلِي من جهةٍ أخرى. وعُثِرَ في مصر القديمة على خَرَزٍِ للزينة مصنوعٍ من الحديد النيزكي، والتي تعود إلى حضارة جَرْزَة قرابة 3500 سنة قبل الميلاد. كما عُثِرَ أيضًا على خنجرٍ من الحديد النيزكي في قبر توت عنخ آمون، وما أكّد مصدره النيزكي أنّ نسبة العناصر الكيميائية من الحديد والكوبالت والنيكل مماثلة لنسبتها في حجرٍ نيزكيٍّ مكتشفٍ بالقرب من تلك المنطقة، والذي ربما يكون هبط من زخّة شهبٍ قديمًا.
حديد التاريخ
عُثِرَ أيضًا في منطقة بلاد الرافدين على مكتشفاتٍ أثريّةٍ مصنوعةٍ من الحديد النيزكي؛ فبالقرب من مدينة أور عُثِرَ على خنجرٍ ذي نصلٍ مصنوعٍ من حديد نيزكي يعود إلى الحضارة السومرية قبل قرابة 3100 سنة قبل الميلاد. بالمقارنة مع الأنواع الأخرى فإنّ الحديد النيزكي طريٌّ ومطواعٌ نسبيًا، وقابلٌ للسحب والطرق، ومن السهل تطريقه على البارد، لكنْ من السهل أن يتقصّف عند تسخيته، بسبب الارتفاع النسبي لمحتوى النيكل فيه.
حديد التاريخ
بدأ تعدين الحديد منذ العصر البرونزي الأوسط، ثمّ تطلّب الأمر مرورَ عدّة قرونٍ إلى أنْ حلّ الحديد مكان البرونز في صناعة العِدَد والأسلحة. لم تكن الحرارة الناتجة كافيةً لصهر الحديد، لذا فإنّ الجزء السفلي من المعدن الناتج يكون على شكل كتلةٍ إسفنجية، تعجُّ بالمسام الممتلئة بالرماد والخبث. يعاد تسخين الحديد الناتج لتليينه وصهر الخَبَث، ثُمّ يُطرق مرارًا وتكرارًا لإزالة الخَبَث المنصهر، وناتج هذه العملية الطويلة والشاقّة هو «الحديد المطاوع» ، وهو سبيكة مرنة ولكن ضعيفة نوعًا ما. تشير القطع الأثرية المُكتَشفة من آسيا الوسطى وبلاد الرافدين وبلاد الشام إلى أنّها مصنوعةٌ من الحديد المستخرج في فترة زمنية تقع بين 3000 إلى 2700 سنة قبل الميلاد. إذ عُثرَ في إشنونة -الواقعة حاليًا في العراق- على خنجرٍ ذي نصلٍ مصنوعٍ من حديدٍ خالٍ من النيكل، ما يشير إلى استخراجه من مصادرَ أرضيةٍ وليس من الأحجار النيزكية.
حديد التاريخ
عَرَف الحيثيّون هذا الفلزّ أيضًا؛ إذ تشير الكتابات الأثرية في أرشيف بوغاز كوي إلى أنّ الحديد كان معروفًا أثناء حقبة الملك الحيثي أنيتا  (قرابة 1800 سنة قبل الميلاد)؛ وتشير الاكتشافات إلى قيام الحيثيين بصهر الحديد في الفترة ما بين 1500 إلى 1200 سنة قبل الميلاد؛ وذلك في أفرانٍ يستخدم فيها منفاخٌ لضخّ الهواء خلال كومة من الحديد الخام المدفون في الفحم. في البداية صنع الحيثيون الحليّ من الحديد، كما قايضوه مقابل الفضّة مع الآشوريين في القرن الرابع عشر قبل الميلاد؛ وبذلك شاع استخدام الحديد في باقي مناطق الشرق الأدنى إلى حين سقوط إمبراطورية الحيثيين قرابة سنة 1180 قبل الميلاد في الفترة التاريخية التي تمثّل بداية العصر الحديدي. تميّزت بداية العصر الحديدي بانهيارٍ متسارعٍ للحضارات والثقافات التي كانت سائدة في العصر البرونزي؛ وتزامنت المئوية الأولى من العصر الحديدي مع حلول العصور المظلمة اليونانية، والتي هُدّمت فيها العديد من المدن وتضرّرت التجارة وتقطّعت طرقها، كما تراجع إنتاج الأدوات المعدنية تراجعًا كبيرًا. اختلف انتقال مناطق العالم القديم إلى العصر الحديدي، فبلاد ما بين النهرين انتقلت كلّيًا للعصر الحديدي قرابة سنة 900 قبل الميلاد. ومع أنّ مصر القديمة بدأت تنتج الحديد منذ وقتٍ مبكّرٍ، إلّا أنّ العصر البرونزي ظلّ مسيطرًا عليها حتّى الغزو الآشوري لها في سنة 663 قبل الميلاد، وقرابة سنة 500 قبل الميلاد أصبحت النوبة منتِجَاً ومصدِّراً رئيساً للحديد.
حديد التاريخ
عَرَف العديد من الحضارات الفولاذ، والذي كان يُحصَل عليه في أفران الحديد الخالص ، فكان الحدّادون في المناطق غربيّ جبال زاغروس ماهرين في إنتاج الفولاذ الجيّد قرابة 1000 سنة قبل الميلاد. وهناك بقعٌ جغرافية أخرى شهدت تطوّر وسائل تعدين الحديد، إذ تشير الدلائل أيضًا إلى صهر الحديد في القارة الأفريقية قرابة القرن الثامن قبل الميلاد، وذلك في زمبابوي؛ وجنوب الصحراء الكبرى؛ وذلك في مواقع عدّة مثل نجد ترميت  في النيجر، وفي موقع تاروغا  الأثري جنوب شرقي نيجيريا.
حديد التاريخ
كما شهدت شبه القارة الهندية تطوّرًا في المعارف المتعلّقة بتعدين الحديد، إذ تشير بعض الدلائل إلى إنتاج الحديد المطاوع عن طريق صهر خاماته في الفترة الواقعة بين 1800 إلى 1200 سنة قبل الميلاد في الهند؛ كذلك توجد إشارات إلى الحديد في النصوص الهندوسية مثل أتهارفافيدا . كما ظهرت بعد ذلك نماذج محسّنة ومطوّرة مثل الفولاذ الهندواني  قرابة 300 سنة قبل الميلاد. ففي جنوب الهند وسيريلانكا تمكّن الإنسان من إنتاج فولاذ مرتفع الجودة بصهر الحديد الخام والفحم والزجاج في بواتق حتّى ينصهر الحديد ويذيب الكربون. انتقلت تلك الفكرة من الهند إلى الصين بحلول القرن الخامس الميلادي، ثم انتشر استخدام الحديد في الصين في الفترة ما بين 700 إلى 500 سنة قبل الميلاد؛ وكانت طرائق وعمليات صهر الحديد قد وصلت إليها عبر آسيا الوسطى. تمكن الصينيون من إنتاج حديد الصبّ أوّل مرّة في القرن الخامس قبل الميلاد. عُثِرَ على أقدم الآثار المصنوعة من الحديد الصبّ في الصين في مقاطعة جيانغسو، واستخدمه الصينيون القدماء في مجال صناعة الأسلحة وفي البناء والزراعة. استخدمت أفران الدَسْت  في فتراتٍ عاصرت حقبة الممالك المتحاربة (403–221 سنة قبل الميلاد). بقي استعمال الأفران اللافحة وأفران الدَسْت مُستمرًّا خلال حِقْبَتَي سُلالَتي سونغ وتانغ الحَاكِمَتَين.
حديد التاريخ
تعود أقدم الآثار لاستخراج الحديد في المناطق اليونانية إلى قرابة 2000 سنة قبل الميلاد على شكل خَبَثِ في موقع هاغيا تريادا الأثري على جزيرة كريت. انتشر استخدام الحديد في اليونان القديمة في نهاية القرن الحادي عشر قبل الميلاد، ومنها وصل إلى أوروبا. تعدّ بعض المُقْتَنَيات من الحضارة الإتروسكانية والمُكتَشَفة بالقرب من قبورٍ في مدينة بولونيا الإيطالية واحدةً من أقدم المكتشفات الأثرية الأوروبية للحديد، وهي تعود إلى قرابة القرن التاسع قبل الميلاد. يُقَسّم العصر الحديدي في وسط أوروبا إلى فترَتين زمنيَّتَين، وهما حضارة هالستات (من 800-450 سنة قبل الميلاد) وحضارة لاتين (بداية من 450 سنة قبل الميلاد). ترافق انتشار صناعة الحديد في وسط وغربي أوروبا مع توسّع القلط، ووفقًا للكاتب ابلينيوس الأكبر كان استخدام الحديد شائعًا في حقبة روما القديمة.
حديد التاريخ
أثناء فترة العصور الوسطى طُوّرت طرائق إنتاج الحديد المطاوع؛ إذ انتشرت ورشات الحدادة التي قامت بتحويل الحديد الغُفْل إلى الحديد الممتاز ، وكان وقود الفحم النباتي أساسيًّا في تلك العمليّات. تقدّمت صناعة الحديد أكثر وأكثر باختراعات المسلمين خلال العصر الذهبي للإسلام، وشمل ذلك إنشاء مواقعَ لإنتاج المعادن. وبحلول القرن الحادي عشر انتشرت تلك المنشآت في الولايات الإسلامية كلّها من الأندلس وشمال أفريقيا غربًا إلى آسيا الوسطى شرقًا. كما توجد دلائلٌ تشير إلى استخدام ما يشبه الفرن اللافح في عصري الدولة الأيوبية والمماليك. حضّر يعقوب بن إسحاق الكندي (ت 260هـ، 873م) أنواعًا من الحديد الفولاذ بأسلوب المزج والصهر، فقد مَزَج كمّيّة من الحديد المطاوع، وكمّيّة أخرى من الحديد الصلب وصهرهما معًا ثم سخّنهما إلى درجة حرارة معلومة بحيث نتج عن ذلك حديد يحتوي على نسبةٍ من الكربون تتراوح بين (0.5 و 1.5%)، ومع الوقت اكتشف الحدّادون أنّ الحديد المطاوع يمكن أن يتحوّل إلى منتجٍ أقوى بكثيرِ عن طريق تسخينه في وعاءِ يحتوي على الفحم النباتي لبعض الوقت، ومن ثمّ غمره في الماء أو الزيت حتى يبرد، وبذلك اخترع المسلمون أحد أشهر أنواع الفولاذ في العصور الوسطى وهو الفولاذ الدمشقي، واستخدموه في صناعة السيوف، في الفترة من سنة 900 إلى سنة 1750. أُنتِجَ هذا الفولاذ باستخدام بواتقَ بطريقةٍ تشبه الطريقة الهندية، ولكنه يحتوي على الكربيدات ما يجعل السيوف أكثر كفاءةً في القطع.
حديد التاريخ
ونتيجةً لنشاط الطُرُق التجارية ببن الشرق الأدنى والشرق الأقصى وصلت تقانات إنتاج الفولاذ إلى الصين؛ ففي القرن الحادي عشر صنع الصينيون الفولاذ عن طريق إزالة الكربون جزئيًا بطَرْق الحديد طَرْقًا متكرّرًا مع نفخ الهواء البارد. واستمرّت الصين بتطوير تقانات إنتاج الحديد وبقيت مركزًا مهمًّا للصناعات المعدنية. وصلت تقانات الأفران اللافحة وإنتاج الفولاذ والحديد الصب إلى أوروبا في وقتٍ متأخّر، إذ تعود أقدم قطع الحديد الصبّ هناك والتي عثر عليها في السويد إلى الفترة الزمنية ما بين سنتي 1150 و1300 للميلاد، وفي القرن الخامس عشر ظهرت الحاجة إلى تطوير صناعة الحديد في أوروبا مع ازدياد الطلب على إنتاج المصبوبات الحديدية من الطلقات الكروية للمدافع.
كانت أفران الحديد الخالص هي الوسيلة الشائعة المنتشرة لتعدين الحديد إلى حين ظهور الأفران اللافحة. بَلَغَ طول الأفران اللافحة في القرون الوسطى قرابة ثلاثة أمتار (عشرة أقدام)، وكانت مصنوعةً من طابوق مقاوم للنيران، أمّا الهواء اللازم لإيقاد النار فكان يُنفَخ يدويًا بالكير. ومع أنه تطوّرَ تصميم الأفران اللافحة في العصور الحديثة، إلّا أنّها لا تزال تعمل على المبدأ نفسه الذي كان مستخدمًا في القرون الوسطى.
يعدّ أبراهام داربي الأول  رائدًا في التأسيس لفكرة استخدام الأفران اللافحة العاملة بفحم الكوك لإنتاج حديد الصبّ وذلك بدلًا من الفحم النباتي، ففي سنة 1709 تمكّن داربي من تطوير أوّل فرنٍ من هذا النوع في مدينة برمنغهام البريطانية. أتاح تطوّر صناعة الحديد ووفرته وانخفاض ثمنه في انطلاق الثورة الصناعية، فقد أصبح -مع تطوّر عمليات استخراجه- متاحًا ورخيص الثمن، ما وفّر مادّة بناءٍ أوّليةٍ أساسيةٍ، فقد استخدم في بناء أوّل جسرٍ حديديٍّ في سنة 1778، وهو لا يزال قائمًا حتى الآن. بالإضافة إلى بناء الجسور استخدم الحديد أيضاً في بناء خطوط السكك الحديدية، والتي ساهم تمديدها في سرعة انتشار التطوّر والحداثة. استُخدِمَ كذلك في بناء القوارب والسفن والأبنية والعمارات؛ بالإضافة إلى اسطوانات المحرّك البخاري.
أثناء مطلع الثورة الصناعية في بريطانيا بدأ هنري كورت  بتطوير عمليات تنقية الحديد وتحويله من حديد غفل إلى حديد مطاوع باستخدام طرائقَ مبتكرةٍ، ففي سنة 1783 سجّل كورت براءة اختراع لعملية التَسْويط  من أجل تنقية خام الحديد، والتي طُوّرت لاحقًا. انتشرت الأفران اللافحة لاستخراج الحديد في أوروبا، ويعود أقدم فرنٍ من هذا النوع في ألمانيا إلى سنة 1796. في خمسينيات القرن التاسع عشر اخترع هنري بِسِمِر  طريقةً جديدةً لإنتاج الفولاذ، والتي سُمّيت باسمه «عمليّة بِسِمِر» ، ما جعل في النهاية عملية إنتاج الفولاذ أكثر اقتصادية، وانخفض بذلك إنتاج الحديد المطاوع بكمّيّات كبيرة.
حديد الوفرة الطبيعية
يأتي الحديد في المرتبة الأولى من حيث وفرة العناصر الكيميائية في الأرض (32.1%)، مع وجود بعض المصادر التي تضعه في المرتبة الثانية بنسبة كتلية مقدارها 28.8%. وهو يأتي في المرتبة الرابعة من حيث الوفرة في وشاح الأرض بنسبة 4.70%، وفي المرتبة الرابعة أيضًا من حيث الوفرة في القشرة الأرضية بنسبة 5.63%؛ أمّا في مياه البحار والمحيطات فتبلغ نسبة الحديد المنحلّ 0.002 ميليغرام/الليتر فقط.
حديد الوفرة الطبيعية
يحتل الحديد المرتبة السادسة وفقًا لوفرة العناصر الكيميائية الكلّية في الكون، أمّا بالنسبة للوفرة النسبية في الكون بالنسبة إلى السيليكون وبالنسبة لعدد الذرّات، فإنّ الحديد يأتي في المرتبة التاسعة. يتخلّق الحديد في الكون أثناء الخطوة الأخيرة من عملية احتراق السيليكون في النجوم العملاقة. يُظنّ أيضًا أنّ الكواكب الأرضية الأخرى -وهي عطارد والزهرة والمريخ بالإضافة إلى القمر- حاويةٌ أيضًا على نواةٍ فلزّيةٍ يتكوّن معظمها من الحديد، وكذلك الأمر مع الكويكبات من النوع-M. تعود وفرة الحديد في الكواكب الأرضية نتيجةً للأصل الكوني المشترك حيث ينتج الحديد بوفرة أثناء مرحلة اندماج الانفلات الحراري  وانفجار المستعرات العظمى من النوع Ia  والذي يؤدّي إلى بعثرة عنصر الحديد في الكون. ويعود اللون الأحمر المسيطر على سطح كوكب المريخ إلى حطامٍ صخريٍّ غنيٍّ بأكاسيد الحديد.
يعدّ الحديد أكثر العناصر الكيميائية وفرةً في الأرض، ويتركّز معظمه بالإضافة إلى النيكل في نواة الأرض، وذلك في اللبّ الداخلي واللبّ الخارجي لها. يساهم الحديد المنصهر في باطن الأرض في تشكّل المجال المغناطيسي الأرضي.
حديد الوفرة الطبيعية
تعدّ النيازك الحديدية الشكل الرئيس للحديد الفلزّي الطبيعي على سطح الأرض، ويوجد تاريخيًا العديد من الأمثلة على المواقع الأثرية التي عثر فيها على أشياء مصنوعة بالتطريق البارد من الحديد النيزكي؛، وكان يستدلّ على ذلك بارتفاع محتوى النيكل فيها بالمقارنة مع الحديد المستخرَج من الخامات الأرضية. يتألّف قرابة 5% من الأحجار النيزكية من معدَنَين مميّزَين يتألّفان من الحديد والنيكل، وهما التاينيت  (35–80% حديد) والكاماسيت  (90–95% حديد).
حديد الوفرة الطبيعية
يمثّل حديد السبخات  إحدى الأشكال الطبيعية التي يمكن أن يعثر فيها على الحديد بشكله الطبيعي، كما يمكن أن يُعثَر عليه أيضًا بشكلٍّ نادرِ في صخور البازلت المتشكّلة من الصهارة الأرضية، والتي تلامست مع الصخور الرسوبية الغنيّة بالكربون، ما أدّى إلى التقليل من انفلاتية الأكسجين الغازي عن طريق الارتباط على شكل مركّبات مع العناصر المكوّنة لتلك الصخور، ما أتاح المجال للحديد أن يتبلور. يُعرَف الحديد المتشكّل حينها باسم «الحديد الأرضي»،  وهو نادر الوفرة، إذ توجد فقط بضع مواقع جغرافية حاوية عليه مثل جزيرة ديسكو  غربي غرينلاند، وكيان ساخا شمال شرقي روسيا. لذلك ومن الناحية التصنيفية الجيولوجية وفق الجمعية الدولية للمعادن فإنّ الحديد الأرضي يصنّف ضمن المعادن.
حديد الوفرة الطبيعية
يشكّل محلول جامد من معدَني بيريكلاس  (MgO) والفوستيت  ما يدعى باسم «فروبيريكلاس» ، وكذلك أيضاً باسم مغنيسيوفوستيت ، وهو مزيجٌ من أكسيدَي الحديد والمغنسيوم ويشكّل قرابة 20% من حجم وشاح الأرض السفلي، بالتالي فهو ثاني أكثر المعادن وفرةً في تلك الطبقة الباطنية من الأرض بعد بيروفسكيت السيليكات  (سيليكات الحديد والمغنسيوم). تحدث في أسفل المنطقة الانتقالية للوشاح الأرضي تفاعلات تحوّل، من ضمنها تفاعل تحوّل الرينغووديت  (وهو قريب من بنية غاما-أوليفين) إلى مزيج من الفروبيريكلاس وبيروفسكيت السيليكات؛ يشكّل مزيج المعادن الحاوية على سيليكات المغنسيوم والحديد معظم التركيب المعدني للوشاح الأرضي.
على الرغم من وفرة الحديد في باطن الأرض، إلّا أنّ نسبته في تكوين القشرة الأرضية تبلغ فقط قرابة 5% من الكتلة الكلّية لها، وهو مع ذلك يأتي في المرتبة الرابعة، بعد الأكسجين والسيليكون والألومنيوم في ترتيب العناصر في تلك الطبقة. يتّحد معظم الحديد في القشرة الأرضية مع عددٍ من العناصر الأخرى على هيئة معادن، والتي تشكّل خامات الحديد المختلفة. يعدّ الصنف الأكسيدي الحاوي على أشكال مختلفة من أكسيد الحديد من الأصناف المهمّة لتلك المعادن، ومن الأمثلة عليها كلّ من الهيماتيت  (Fe2O3) والمغنيتيت  (Fe3O4) والسيدريت  (FeCO3)، بالإضافة أيضًا إلى الليمونيت  (Fe2O3·n H2O) والغوتيت  (FeO·OH)؛ وهي تمثّل أهمّ خامات الحديد. اقتصاديًا يُستخرَج الحديد بشكلٍ رئيسٍ من معادن الهيماتيت والمغنيتيت والسيدريت.
تحوي العديد من الصخور النارية على معادن كبريتيدية للحديد مثل البيروتيت  والبنتلانديت . توجد أيضًا كمّيّات معتبرة من الحديد في معدن البيريت ، ولكن من الصعب استخلاص الحديد منه. يميل الحديد أثناء عمليات التجوية إلى أن يَرْشُحَ من الرسوبيات الكبريتيدية على شكل أملاح كبريتات، ومن الرسوبيات السيليكاتية على شكل بيكربونات؛ ثم يخضع هذان الشكلان إلى تفاعل أكسدة لاحق في المحاليل المائية، ويترسّب الحديد حتّى في أوساط pH مرتفعة على شكل أكسيد الحديد الثلاثي.
توجد هناك رسوبيات جيولوجية كبيرة من الحديد على هيئة تكوينات حِزامية، وهي نوع من أنواع الصخور الحاوية على طبقات رقيقة من أكاسيد الحديد المتناوبة مع طبقات فقيرة بالحديد ومكوّنة من الطَّفْل الصفحي والصخر الصوّاني. يعود تاريخ الحديد المتوضّع في تلك التشكيلات إلى فترة تاريخية تقع بين 3700-1800 مليون سنة خلت؛ والتي تشكّلت من تفاعل الحديد مع الأكسجين الناتج عن عمليات التركيب الضوئي من البكتيريا الزرقاء. تحوي القشرة الأرضية أيضًا معادن حاوية على مسحوق ناعم ودقيق من أكسيد أو أكسيد هيدروكسيد الحديد الثلاثي، مثل المُغْرَة  والذي يستخدم بشكل واسع في تركيب الخُضُب منذ القدم. تسهم تلك المعادن أيضًا في منح اللون لعددٍ من الصخور والغضار بشكلٍ مميّز مثلما هو الحال في طبقة الحجر الرملي الملوَّن  المنتشرة في وسط أوروبا وغربيها.
حديد الاستخراج والمعالجة الأولية
تعدّ الصين الدولة الرائدة في العالم في إنتاج الحديد الخام، حيث تُنتِج منذ بداية القرن الحادي والعشرين أكثر من 60% من الإنتاج العالمي من هذه الخامة. من الدول الرائدة أيضًا في إنتاج الحديد الخام كلُّ من اليابان والهند وروسيا وأستراليا والبرازيل وكوريا الجنوبية. يزداد الطلب العالمي على الحديد باستمرار؛ ووفقًا لتقريرٍ دوليٍّ من الهيئة الدولية للموارد الطبيعية  فإنّ الاستهلاك العالمي من الحديد في المجتمع هو 2.2 طنّ لكلّ نسمة؛ وهو يرتفع في الدول المتقدّمة ليصل إلى مجال بين 7-14 طنّ لكلّ نسمة.
حديد الاستخراج والمعالجة الأولية
يُستخرَج خام الحديد بشكلٍ رئيسيٍّ وفق أساليب التعدين السطحي، كما هو الحال في منجم إل موتون  في بوليفيا؛ بالمقابل، فمن النادر تعدين الحديد من باطن الأرض، مثلما هو الحال في منجم كيرونا  في السويد. لأسبابٍ تقنيةٍ واقتصاديةٍ، فإنّه من المفضّل لخامات الحديد التي ستوضع في الفرن اللافح أن تكون ذا مواصفاتٍ فيزيائية وكيميائية متجانسة. قبل الإدخال إلى الفرن اللافح تخضع الخامات إلى عمليات تحضير من معالجات صناعيّة متعاقبة، تتضمّن التكسير ثم الطحن إلى كُرَيّات صغيرة ثمّ الغربلة. يشكّل مسحوق خام الحديد الدقيق الناتج من المعالجات على هيئة قطع صغيرة، وإلّا فإنّه سيتسبّب بمشاكل تقنية نتيجة إعاقته تشكيل تيارات هوائية لافحة في الفرن.
 تتضمّن الطرائق المستخدمة في تشكيل القطع الصغيرة من المسحوق عمليّتا التلبيد  والتحبيب ، ويعتمد اختيار الطريقة على حجم الحُبَيبات؛ إذ تتطلّب عملية التلبيد أن يكون قطر الحُبَيبات أكبر من 2 ميليمتر، أمّا الحُبَيبات الأصغر فإنّها تخضع في العادة إلى عملية تحبيب. يستخدم في عملية التحبيب مواد رابطة ضمن إضافات أخرى، والتي تُخلَط على هيئة مزيج ثم تقولَب على هيئة حُبَيبات تتراوح أقطارها بين 8 إلى 18 ميليمتر. تُدخَل القطع الصغيرة من خامات الحديد على دفعات بكمّيّات صغيرة إلى الفرن.
حديد الإنتاج
في العصر الراهن يتطلّب إنتاج الحديد أو الفولاذ (الصلب) صناعياً عمليةً من مرحلتين؛ في المرحلة الأولى يُختزَل خام الحديد باستخدام فحم الكوك في فرن لافح؛ ثم يُفصَل الحديد المصهور عن الشوائب الكبرى الموجودة في المزيج مثل معادن السيليكات. تعطي هذه المرحلة سبيكةً من الحديد غنيّةً نسبياً بالكربون، وهي تسمّى «حديد غُفْل» . في المرحلة الثانية يُخفّض محتوى الكربون في الحديد الغُفْل ليعطي منتجاتٍ أخرى مثل «الحديد المطاوع» أو «الحديدالزهر» (أو حديد الصبّ) أو «الفولاذ» (أو الصُلْب). يمكن إضافة فلزات أخرى في هذه المرحلة من أجل الحصول على سبائك فولاذ مختلفة.
الفرن اللافح  هو نوعٌ من الأفران الصناعية لصهر الفلزّات عموماً والحديد خصوصاً. تُمزَج خامات الحديد الأكسيدية من الهيماتيت (Fe2O3) أو المغنيتيت (Fe3O4) مع فحم الكوك؛ ثم تُدخَل الشحنة إلى الفرن اللافح من الأعلى. هناك عدد من الشروط ينبغي توافرها في فحم الكوك المستخدم في لفرن اللافح، منها أن يكون صلباً بشكل كافٍ يمنع التفتت، وأن يكون نقيّاً خالياً من الشوائب مثل الكبريت.
حديد الإنتاج
تتعرّض الشحنة أثناء هبوطها إلى تيّارات ساخنة من غاز صناعي مكوّن من مزيج من أحادي أكسيد الكربون والنتروجين، ممّا يؤدّي إلى تسخينها إلى درجات حرارة تتراوح بين 1600 إلى 2200 °س. يُخصَّص ذلك الغاز الصناعي في مجال التعدين باسم «غاز الفرن اللافح» ؛ وهو ينشأ من نفث تيّارات من الهواء المُسخّن مسبقاً أسفل الفرن إلى درجة حرارة مقدارها 900 °س إلى المزيج، وذلك بكمّيّات كافية لتلفح الكربون وتحوّله إلى أحادي أكسيد الكربون:
في مجال من درجات الحرارة بين 500-900 °س يحدث ما يدعى باسم «الاختزال غير المباشر»؛ وهو تفاعل اختزال بين أكاسيد الحديد المختلفة وأحادي أكسيد الكربون، وهو يسير وفق ثلاث مراحل إلى الوصول إلى عنصر الحديد الفلزّي:
أمّا في مجال من درجات الحرارة يقع بين 900-1600 °س فيحدث ما يدعى باسم «الاختزال المباشر»، إذ يختزل فحم الكوك أكاسيد الحديد مياشرةً إلى الحديد:
كما يستطيع فحم الكوك أن يختزل خام الحديد الموجود على تماسٍ معه في المناطق السفلية من الفرن اللافح مباشرةً إلى الحديد الفلزّي:
حديد الإنتاج
تضاف صهارة من الحجر الجيري (كربونات الكالسيوم) أو الدولوميت (كربونات المغنيسيوم والكالسيوم) إلى الوسط، وهو عامل يساعد على التنقية والتنظيف ويساهم في التسهيل من الجريان)، ويساهم في إزالة المعادن السيليكاتية من الخامة، وإلّا فإنّها قد تتسبّب في انسداد فتحات الفرن. يساعد ارتفاع درجة حرارة الفرن على التفكّك الحراري للكربونات إلى أكسيد الكالسيوم، والذي يتفاعل بدوره مع السيليكا الفائضة ليشكّل ما يعرف باسم «الخَبَث» ، والذي يتألّف بشكلٍ كبيرٍ من سيليكات الكالسيوم، بالإضافة إلى مكوّنات أخرى. تكون درجات الحرارة السائدة في الفرن مرتفعة، بحيث يكون كلٌ من الحديد والخبث في حالة منصهرة، واللذان يُجمعان أسفل الفرن، ولكنّهما يكونان غير ممتزجَين، إذ أنّ كثافة مصهور الخَبَث أقلّ من كثافة مصهور الحديد، لذا تبقى طبقة الخبث على السطح، ممّا يسهّل من فصلها فيما بعد. تُروى طبقة الخبث بالماء، ممّا يؤدّي إلى تَزَجُّجِهَا على شكل حُبَيبات دقيقة مثل الرمل. يمكن أن يُستخدَم الخَبَث المُستَحصل في إنشاء الطرقات، كما يضاف إلى الخرسانة؛ بالإضافة إلى استخدامه في مجال الزراعة من أجل تحسين خواص التربة الفقيرة بالمعادن.
حديد الإنتاج
يدعى الحديد الخام الناتج عن هذه المرحلة باسم «الحديد الغُفْل»؛ وهو يحوي وسطياً على 95% حديد، مع وجود كمَيَة مرتفعة نسبياً من الكربون تتراوح بين 4–5% وزناً، بالإضافة إلى وجود شوائب من عناصر مختلفة مثل الكبريت (0.01-0.05%) والمنغنيز (0.5-6%) والسيليكون (0.5-3%) والفوسفور (إلى 2%).
غالباً ما يُستخدَم الحديد الخام (الحديد الغُفْل) الناتج من الفرن اللافح في إنتاج الفولاذ في مصانع الحديد. عند إزالة الشوائب من الحديد الغُفْل والإبقاء على محتوى كربوني يتراوح بين 2–4% يُستحصَل على ما يسمّى «الحديد الزهر» (أو «الحديد الصبّ») ؛ كما يمكن أن يُستحصَل على الحديد الزهر المرن؛ وتُصَبّ تلك الأنواع في المسابك  إلى منتجاتٍ حديديةٍ مختلفةٍ.
حديد الإنتاج
يؤدّي ارتفاع محتوى الكربون إلى خواص غير محمودة للحديد مثل الهشاشة والتقصّف، لذلك يُعمَد إلى تخفيض محتوى الكربون في الحديد إلى حدٍّ أعظميٍّ مقداره 2%، وبالتالي يُستحصَل على سبيكة الفولاذ (والتي تدعى سبيكة «الصُلْب» في بعض الدول العربية مثل جمهورية مصر العربية). في حين أنّ تخفيض محتوى الكربون دون 0.5% يؤدّي إلى الحصول على ما يعرف باسم «الحديد المطاوع». يمكن أن يُستخدَم الفولاذ الناتج عن العملية في صناعة المشغولات الحديدية المعدنية المختلفة عبر خضوعه إلى طيفٍ واسعٍ من المعالجات الهندسية، مثل التشكيل على البارد  أو الدَرْفَلة والتصفيح على الساخن  أو التطريق  أو التشغيل الآلي والمَكْنَنَة  وغيرها. تخضع منتجات الفولاذ إلى معالجات حرارية مختلفة بعد تطريقها إلى الأشكال المرغوبة. يساهم التلدين (أو التخمير) ، وهو عملية تسخين الفولاذ إلى درجات حرارة بين 700–800 °س ثم بالتبريد البطيء التدريجي، في جعل الفولاذ أكثر ليونة وأكثر قابلية للتشغيل.