鐵的重要的氧化態(tài)是+2和+3。二價鐵離子呈淡綠色,在堿性溶液中易被氧化成三價鐵離子。三價鐵離子的顏色隨水解程度的增大而由黃色經(jīng)橙色變到棕色。純凈的三價鐵離子為淡紫色。二價和三價鐵均易與無機或有機配位體形成穩(wěn)定的配位化合物,如 Phen為菲羅林,配位數(shù)通常為6。零價鐵還可與一氧化碳形成各種羰基鐵,如Fe(CO)5、Fe2(CO)9、Fe3(CO)12。羰基鐵有揮發(fā)性,蒸氣劇毒。鐵也有+4、+5、+6價態(tài)的化合物,但在水溶液中只有+6價的。
鐵溶于熱的或較濃的硝酸中,生成硝酸鐵并釋放出氮的氧化物。在濃硝酸或冷的濃硫酸中,鐵的表面形成一層氧化薄膜而被鈍化。鐵與氯在加熱時反應劇烈(2Fe+3Cl2===2FeCl3)。鐵也能與硫、磷、硅、碳直接化合。鐵與氮不能直接化合,但與氨作用,形成氮化鐵Fe2N。
相對原子質量55.847。鐵有多種同素異形體,如α鐵、β鐵、γ鐵、б鐵等鐵是一變價元素,常見價態(tài)為+2和+3。鐵與硫、硫酸銅溶液、鹽酸、稀硫酸等反應時失去兩個電子,成為+2價。與Cl2、Br2、硝酸及熱濃硫酸反應,則被氧化成Fe3+。鐵與氧氣或水蒸氣反應生成的Fe3O4,可以看成是FeO·Fe2O3,其中有1/3的Fe為+2價,另2/3為+3價。鐵的+3價化合物較為穩(wěn)定。
如在亞鐵氰化鉀K4[Fe(CN)6]·3H2O(俗名:黃血鹽)和鐵氰化鉀K3[Fe(CN)6](俗名:赤血鹽)中。鐵與環(huán)戊二烯的化合物二茂鐵,是一種具有夾心結構的金屬有機化合物。
鐵是地殼中較豐富的元素,僅次于氧、硅、鋁。磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦是重要的鐵礦。單體金屬常用焦炭、鐵礦石和石炭石為原料煉得。用氫氣還原純氧化鐵可得到純鐵。含碳在1.7%以上的鐵叫生鐵(或鑄鐵)。含碳量少于0.2%的鐵熔合體稱為熟鐵或鍛鐵。含碳量介于1.7-0.2之間的鐵熔體叫做鋼。生鐵堅硬,但性脆;鋼具有彈性;熟鐵易于機械加工,但要比鋼柔軟。從生鐵煉鋼,就是減低生鐵內的碳量,以及將硅、硫和磷雜質除去。
廢鐵中往往含有各種油污、鐵銹、泥漬等附著物,在廢鐵回收時,要用相應的化學清洗劑和表面活性劑進行清洗后,進行篩選回收。如果廢鐵中粘有較大量的油漬和工業(yè)潤滑脂,還要通過預熱去除殘留余污。
我們會將回收來的含有鐵材的各種金屬品進行剪裁,便于后續(xù)的處理。剪裁完成后可以利用設備將其塑造成所需尺寸的形狀,這樣能夠讓金屬材料結構鋼的預制件滿足我們所需要的使用標準。
廢鐵作為載能資源,運用廢鐵煉鐵能夠大幅度下降生產鐵的生產工序能耗。
廢鐵是一種低碳動力,運用廢鐵煉鐵能夠大量削減“三廢”發(fā)生,減少碳排放。
廢鐵收回后是一種無限循環(huán)運用的再生資源,發(fā)展廢鐵、添加廢鐵供應才能是緩解對鐵礦石依賴的重要途徑。
回收的廢鐵應注意的事項
廢鐵回收經(jīng)常粘有油和潤滑脂之類的污染物,不能立刻蒸發(fā)的潤滑脂和油會對熔融的金屬造成污染。
露天存放的廢鐵受潮后,由于夾雜的水分和其他潤滑脂和油會對熔融的金屬造成污染。
露天存放的廢鐵回收受潮后,由于夾雜的水分和其他潤滑脂等易汽化物料,會因炸裂作用而迅速在爐內膨脹,也不宜加入煉鋼爐。
為此,許多鋼廠采用預熱廢鐵的方法,使用火焰直接烘烤廢鐵鐵,燒去水分和油脂,再投入鋼爐。