فحم العظام
فحم العظام ( باللاتينية : carbo animalis ) مادة مسامية سوداء حبيبية تُنتج عن طريق حرق عظام الحيوانات . يختلف تركيبها باختلاف طريقة تصنيعها، ولكنها تتكون أساسًا من فوسفات ثلاثي الكالسيوم (أو هيدروكسي أباتيت ) بنسبة 57-80%، وكربونات الكالسيوم بنسبة 6-10%، والكربون بنسبة 7-10%. [ 1 ] ويُستخدم بشكل أساسي في الترشيح وإزالة اللون.
إنتاج
يُصنع فحم العظام في الأساس من عظام الأبقار والخنازير؛ إلا أنه لمنع انتشار مرض كروتزفيلد-جاكوب المتغير ، لم يعد يُستخدم الجمجمة والعمود الفقري . [ 2 ] تُسخّن العظام في وعاء مُحكم الإغلاق عند درجة حرارة تصل إلى 700 درجة مئوية (1292 درجة فهرنهايت) ؛ ويجب الحفاظ على تركيز الأكسجين منخفضًا أثناء هذه العملية، لأنه يؤثر على جودة المنتج، وخاصة قدرته على الامتصاص . تُزال معظم المواد العضوية الموجودة في العظام بفعل الحرارة، والتي كانت تُجمع تاريخيًا على شكل زيت ديبل ؛ أما ما لم يُزل فيبقى على شكل كربون مُنشط في المنتج النهائي. يُنتج تسخين العظام في جو غني بالأكسجين رماد العظام ، وهو يختلف كيميائيًا تمامًا.
يمكن تجديد الفحم العظمي المستخدم عن طريق غسله بالماء الساخن لإزالة الشوائب، ثم تسخينه إلى 500 درجة مئوية (932 درجة فهرنهايت) في فرن مع كمية محددة من الهواء.
الاستخدامات
معالجة المياه
يمكن استخدام فوسفات ثلاثي الكالسيوم الموجود في فحم العظام لإزالة الفلورايد [ 3 ] وأيونات المعادن من الماء، مما يجعله مفيدًا في معالجة مياه الشرب. يُعد فحم العظام أقدم عامل معروف لإزالة الفلورايد من الماء، وقد استُخدم على نطاق واسع في الولايات المتحدة من أربعينيات القرن العشرين وحتى ستينياته. [ 4 ] ونظرًا لإمكانية إنتاجه محليًا بتكلفة منخفضة، فإنه لا يزال يُستخدم في بعض الدول النامية، مثل تنزانيا . [ 5 ] عادةً ما تكون مساحة سطح فحم العظام أقل من مساحة سطح الكربون المنشط، ولكنه يتميز بقدرة امتصاص عالية لبعض المعادن، وخاصة معادن المجموعة 12 (النحاس والزنك والكادميوم ) . [ 6 ] كما يمكن إزالة أيونات المعادن السامة الأخرى ، مثل الزرنيخ [ 7 ] والرصاص [ 8 ] . ويُعد استخدام تقنية الترشيح النانوي في تنزانيا مثالًا عمليًا على استخدام فحم العظام في تنقية المياه . [ 9 ]
تكرير السكر

تاريخياً، كان فحم العظام يستخدم غالباً في تكرير السكر كعامل لإزالة اللون والرماد، وخاصة في سكر القصب لأنه يحتوي على المزيد من الشوائب الملونة.
يتميز فحم العظام بقدرة منخفضة على إزالة اللون، ولذا يجب استخدامه بكميات كبيرة، [ 10 ] ومع ذلك، فهو قادر أيضًا على إزالة العديد من الشوائب غير العضوية، وأهمها الكبريتات وأيونات المغنيسيوم والكالسيوم. وتُعد إزالة هذه الشوائب مفيدة، إذ تُقلل من مستوى الترسبات لاحقًا في عملية التكرير، عندما يتم تركيز محلول السكر. [ 11 ] تشمل البدائل الحديثة لفحم العظام الكربون المنشط وراتنجات التبادل الأيوني . ومع ذلك، لا تزال بعض الشركات تعتمد كليًا أو جزئيًا على فحم العظام في تكرير السكر.
صبغة سوداء

يُستخدم فحم العظام أيضًا كصبغة سوداء في طلاء الفنانين ، والطباعة، وأحبار الخط والرسم، فضلًا عن تطبيقات فنية أخرى، وذلك لعمق لونه وقوة تلوينه الممتازة. يُعدّ كلٌّ من أسود العظام وأسود العاج من أصباغ الفنانين التي استُخدمت منذ العصور القديمة، من قِبل فنانين قدامى مثل رامبرانت وفيلسكيز ، وفنانين معاصرين مثل مانيه وبيكاسو . وقد رُسمت الفساتين السوداء والقبعات العالية للرجال في لوحة مانيه " موسيقى في التويلري" باللون الأسود العاجي. [ 12 ] [ 13 ]
كان يُصنع العاج الأسود سابقًا بطحن العاج المتفحم في الزيت . أما اليوم، فيُعتبر العاج الأسود مرادفًا للعظم الأسود. لم يعد يُستخدم العاج الحقيقي بسبب تكلفته الباهظة، ولأن الحيوانات التي تُعد مصادر طبيعية للعاج تخضع لرقابة دولية باعتبارها من الأنواع المهددة بالانقراض .
استخدامات متخصصة
- يُستخدم في تكرير النفط الخام في إنتاج الفازلين .
- في القرنين الثامن عشر والتاسع عشر، استخدم الجنود في الميدان فحم العظام الممزوج بالشحم أو الشمع (أو كليهما) لتشريب المعدات الجلدية العسكرية، وذلك لزيادة عمرها الافتراضي، ولكونه أسهل طريقة للحصول على صبغة للجلود السوداء. كما استخدمه العسكريون والمدنيون كملمّع للأحذية ومادة حافظة، حتى على الأحذية ذات الجانب الخشن للخارج. ويُشار إليه في المراجع التاريخية باسم "الكرة السوداء".
- يستخدم قمر سولار أوربيتر التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ووكالة ناسا شكلاً محسناً من فحم العظام يُطبّق على درعه الحراري المصنوع من التيتانيوم. يحمي هذا الطلاء الدرع من وهج الشمس وحرارتها. وقد طورت شركة إمبيو الأيرلندية هذا الطلاء باستخدام تقنية "كوبلاست" الخاصة بها، والتي طُوّرت في الأصل لطلاء الغرسات الطبية المصنوعة من التيتانيوم. [ 14 ]

في الثقافة الشعبية
- تم عرض إنتاج الفحم العظمي في سلسلة Dirty Jobs التلفزيونية على قناة ديسكفري ، في الحلقة 19 من الموسم 5، بعنوان "Bone Black"، والتي تم بثها في الأصل في 9 فبراير 2010. [ 2 ]
- ذُكر الفحم العظمي البشري، الذي يُشار إليه باسم "فحم العظام"، في رواية توماس بينشون " بكاء القطعة رقم 49" . تعود هذه العظام إلى جنود أمريكيين لقوا حتفهم في معارك الحرب العالمية الثانية ودُفنوا في بحيرة بإيطاليا، ويُستخدم الفحم الناتج في صناعة فلاتر السجائر.
- ذُكر الفحم العظمي البشري في رواية ياروسلاف هاشيك "الجندي الطيب شفيك" . وتتضمن الرواية إشارة إلى أن الجنود لم يموتوا عبثاً، لأن عظامهم ستُستخدم لصنع الفحم العظمي (" سبوديوم ") لمصافي السكر، حيث يُعاقب بطل الرواية من قبل قائده لتساؤله عما إذا كان الفحم المصنوع من عظام الضباط يُباع للمصافي بسعر أعلى من ذلك المصنوع من عظام الجنود العاديين.
انظر أيضاً
مراجع
- ↑ فاويل، جون (2006). الفلورايد في مياه الشرب (الطبعة الأولى ). جنيف: منظمة الصحة العالمية. ص 47. ISBN 9241563192.
- 1 2 " دليل حلقات برنامج Dirty Jobs : الموسم الخامس، الحلقة "Bone Black"تمت أرشفة هذا النص من المصدر الأصلي في 13 نوفمبر 2010.
- ^ ميديلين كاستيلو، ناحوم أ. ليفا راموس، روبرتو؛ أوكامبو بيريز، راؤول؛ جارسيا دي لا كروز، رامون ف. أراغون بينيا، أنطونيو؛ مارتينيز روزاليس، خوسيه م؛ غيريرو-كورونادو، روزا م.؛ فوينتيس روبيو، لورا (ديسمبر 2007). "امتزاز الفلورايد من محلول الماء على عظم شار". أبحاث الكيمياء الصناعية والهندسية . 46 (26): 9205–9212 . دوى : 10.1021/ie070023n .
- ↑ هورويتز، إتش إس؛ ماير، إف جيه؛ لو، إف إي (نوفمبر 1967). " إزالة جزئية للفلورايد من إمدادات المياه المجتمعية وتسمم الأسنان بالفلورايد" . تقارير الصحة العامة . 82 (11): 965-972 . doi : 10.2307/4593174 . JSTOR 4593174. PMC 1920070. PMID 4964678 .
- ↑ مجينجيرا، هـ.؛ مكونجو، ج. (يناير 2003). "تقنية إزالة الفلور المناسبة للاستخدام في المناطق الملوثة بالفلور في تنزانيا". فيزياء وكيمياء الأرض، الأجزاء أ/ب/ج . 28 ( 20-27 ): 1097-1104 . Bibcode : 2003PCE....28.1097M . doi : 10.1016/j.pce.2003.08.030 .
- ↑ كو، داني سي كيه؛ بورتر، جون إف؛ مكاي، جوردون (ديسمبر 2000). "معادلات مُحسَّنة لامتزاز أيونات المعادن على فحم العظام في طبقة ثابتة". مجلة علوم الهندسة الكيميائية . 55 (23): 5819-5829 . Bibcode : 2000ChEnS..55.5819K . doi : 10.1016/S0009-2509(00)00416-4 .
- ↑ تشين، يون-نين؛ تشاي، لي-يوان؛ شو، يو-دي (ديسمبر 2008). "دراسة امتزاز الزرنيخ (V) على فحم العظام من محلول مائي". مجلة المواد الخطرة . 160 (1): 168-172 . Bibcode : 2008JHzM..160..168C . doi : 10.1016/j.jhazmat.2008.02.120 . PMID 18417278 .
- ↑ ديدييه، إريك؛ غيليه، ريتشارد؛ شاروك، باتريك (يوليو 2003). "الاستخدام المفيد لمخلفات احتراق مسحوق اللحم والعظام: "مادة فعالة ومنخفضة التكلفة لإزالة الرصاص من النفايات السائلة المائية"مجلة المواد الخطرة . 101 (1): 55-64 . Bibcode : 2003JHzM..101...55D . doi : 10.1016/ S0304-3894 (03)00137-7 . PMID 12850320 .
- ↑ "مرشح المياه النانوي" . gongalimodel.com .
- ↑ أسدي، موسين (2006). دليل سكر البنجر . هوبوكين: جون وايلي وأولاده. ص 333. ISBN 9780471790983.
- ↑ تشونغ تشي تشو، محرر. (2000). دليل تكرير السكر: دليل لتصميم وتشغيل مرافق تكرير السكر . نيويورك: وايلي. الصفحات 368-369 . ISBN 9780471183570.
- ↑ بومفورد د، كيربي ج، لايتون ج، روي أ، الفن قيد التكوين: الانطباعية . منشورات المعرض الوطني، لندن، 1990، ص 112-119
- ↑ إدوارد مانيه، "الموسيقى في حدائق التويلري" ، كولورليكس
- ↑ "صبغة كهفية من عصور ما قبل التاريخ لحماية مركبة سولار أوربيتر التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية" . ESA.int . وكالة الفضاء الأوروبية. 2014-12-02. مؤرشف من الأصل في 2023-12-24.
روابط خارجية
- . الموسوعة الأمريكية . 1920.
- أسود عاجي ، كولورليكس
- أسود عظمي ، كولورليكس
- أصباغ عضوية
- منتجات العظام
- فحم
