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氧化鐵的制備方法

制備方法有濕法和干法。濕法制品結晶細小、顆粒柔軟、較易研磨,易于作顏料。干法制品結晶大、顆粒堅硬,適宜作磁性材料、拋光研磨材料。

  濕法

  FeSO?+2NaOH→Fe(OH)?+Na?SO?

  4Fe(OH)?+O?+2H?O→4Fe(OH)?

  4FeSO?+4H?O+O?→2Fe?O?↓+4H?SO?

  Fe+H?SO?→FeSO?+H?↑

  將一定量的5%硫酸亞鐵溶液迅速與過量氫氧化鈉溶液反應(要求堿過量 0.04~0.08g/ml),在常溫下通入空氣,使之全部變為紅棕色的氫氧化鐵膠體溶液,作為沉積氧化鐵的晶核。以上述晶核為載體,以硫酸亞鐵為介質,通入空氣,在75~85℃,在金屬鐵存在下,硫酸亞鐵與空氣中氧氣作用生成三氧化二鐵(即鐵紅)沉積在晶核上,溶液中的硫酸根又與金屬鐵作用重新生成硫酸亞鐵,硫酸亞鐵再被空氣氧化成鐵紅繼續沉積,這樣循環至整個過程結束,生成紅色氧化鐵。

  在空氣中灼燒亞鐵化合物或氫氧化鐵等可得三氧化二鐵。

  4Fe3O4+O2高===溫6Fe2O3

  在潮濕的空氣中,鋼鐵表面吸附了一層薄薄的水膜,這層水膜里含有少量的H+和OH-,還溶解了氧氣,結果在鋼鐵表面形成了一層電解質溶液,它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳(因鋼鐵不純)恰好形成無數微小的原電池。在這些原電池里,鐵是負極,碳是正極。鐵失去電子而被氧化:

  負極:2Fe_4e-=2Fe2+

  正極:2H2O+O2+4e-=4OH-

  電化學腐蝕是造成鋼鐵腐蝕的主要原因。

  在此之后繼續反應:

  Fe2+2OH-=Fe(OH)?

  4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

  2Fe(OH)3+nH2O=Fe2O3·nH2O+3H2O

  在初中的化學里,可用鹽酸(HCl)來除鐵銹。

  方程式為:Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O

  干法

  硝酸與鐵屑反應生成硝酸亞鐵,經冷卻結晶、脫水干燥,經研磨后在600~700℃煅燒8~10h,在經水洗、干燥、粉碎制得氧化鐵紅產品。也可以氧化鐵黃為原料,經600~700℃煅燒制得氧化鐵紅。4Fe(NO?)→2Fe?O?+12NO2↑+3O2↑ Fe2O3·nH2O→Fe2O3+nH2O;先制得透明氧化鐵黃(制法參見透明氧化鐵黃),經煅燒脫水,制得透明氧化鐵紅。其2α-FeOOH==△==2α-FeSO3+H2O。

  采用中和沉淀法。先制得氧化鐵黑,再高溫灼燒制得透明氧化鐵線。將0.5mol/L濃度的FeCl3·6H2O溶液加熱沸騰水解至紅棕色膠粒出現為止(溶液1)。取與溶液1等體積的0.25mol/L的FeCl?溶液(由金屬鐵與鹽酸作用制得),用稀氨水調至白色沉淀不再消失為止(溶液2)。將溶液1和溶液2合并,攪拌,并加入適量的羥基羧酸絡合劑和緩沖劑,維持恒溫80℃。隨反應的進行,不斷有黑色Fe3O4生成。反應結束,將Fe3O4結晶轉移至pH8、含有為Fe3O4質量比為10%~20%的油酸鈉溶液中進行表面處理,攪拌懸濁液,恒溫80℃,0.5h后將懸濁液用稀鹽酸(1:3)調pH=6~6.5,將Fe3O4油酸吸附包覆物(黑色絮凝體)抽濾,熱水攪洗數次,50~60℃真空烘干,制得疏松的粉體Fe3O4。將上述油酸包覆的Fe3O4慢速升溫至550~600℃焙燒0.5h,得到均勻分散的透明鐵紅α-Fe2O3微粒子。

  由天然黃鐵礦制得。由硫酸亞鐵或草酸鐵經風化得硫酸鐵,再經煅燒而得。由氫氧化鐵脫水而得。制造硫酸、苯胺、氧化鋁等過程中的副產物。由碳酸鐵、硝酸鐵等經強熱而得。硫酸亞鐵加熱至650℃以上而得。

  云母赤鐵礦法:云母赤鐵礦石精選后,經濕球磨機磨成精礦粉,脫水,烘干,冷卻,粉碎至325目,過篩,制成云母氧化鐵。

  硫酸亞鐵氧化法:將硫酸與鐵屑反應制得硫酸亞鐵,除砷及重金屬,經氧化而得。流程參見氧化鐵黃。

  制備方法有濕法和干法。濕法制品結晶細小、顆粒柔軟、較易研磨,適宜作顏料。干法制品結晶大、顆粒堅硬,適宜作磁性材料、拋光研磨材料。濕法將一定量的5%硫酸亞鐵溶液迅速與過量燒堿溶液反應(要求堿過量0.04~0.08 g/ml),在常溫下通入空氣使之全部變成紅棕色的氫氧化鐵膠體溶液,在金屬鐵存在的條件下,硫酸亞鐵與空氣中氧作用,生成三氧化二鐵(即鐵紅)沉積在晶核上,溶液中的硫酸根又與金屬鐵作用,重新生成硫酸亞鐵,硫酸亞鐵再被空氣氧化成鐵紅繼續沉積,如此循環到整個過程結束,生成氧化鐵紅。其干法硝酸與鐵片反應生成硝酸亞鐵,經冷卻結晶,脫水干燥,經研磨后在600~700℃煅燒8~10h,再經水洗、干燥、粉碎制得氧化鐵紅產品。也可以氧化鐵黃為原料,經600~700℃煅燒制得氧化鐵紅。其4Fe(NO3)3==△==2Fe2O3+12NO2↑+3O2↑Fe2O3+n H2O==△==Fe2O3+nH2O

氧化鐵紅

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