مشخصات اکسید آهن

نام انگلیسی: Iron Oxide- Fe2O3

نام رایج: اکسید آهن – اکسید آهن قرمز

ظاهر محصول: پودر رنگی

Cas Number :7439-89-6

Merck Catalogue Number: 103819

مشخصات شیمیایی و فیزیکی اکسید آهن

نام عمومی: اکسید آهن

فرمول مولکولی: Fe3O4

شکل فیزیکی: جامد پودری

اکسید آهن چیست؟

این  ترکیب شیمیایی در ساختار خود آهن و اکسیژن دارد  و در  دو نوع معدنی و سنتزی وارد بازار میشود و با وجود اینکه به طور  کلی در حدود ۱۶ نوع آهن اکسید و اکسی‌هیدروکسید شناخت شده است؛ اما  سه فرم  این محصول  شامل هماتیت (α-Fe2O3)، مگنتیت (Fe3O4) و مگمیت (γ-Fe2O3) معروفیت بیشتری دارند.

اکسیدهای آهن از مهمترین کانی های آهن  محسوب می شوند؛ زیرا کانی های دیگر آهن مجبور هستند  قبل از احیا به صورت اکسید درآیند. این اکسید توسط انسان به صورت گسترده‌ای در بسیاری از فرایندهای طبیعیِ بیولوژیکی و ژئولوژیکی  به کار گرفته میشوند، به صورتی که در صنعت به عنوان سنگ آهن، رنگدانه، کاتالیزور در ترمیت نقش مهمی را ایفا می‌کنند. این ترکیب شیمیایی در طبیعت به وفور یافت می شوند و به صورت دو ظرفیتی، ترکیب سه ظرفیتی و ترکیبی از هر دو وجود دارند.

اکسید آهن و ساختار آن

هماتیت و مگنتیت دو فرم  معدنی آهن اکسید  هستند که برای استخراج آهن و فولاد استفاده می شوند. این ترکیبات معدنی با فرمول های شیمیایی Fe2O3 وFe3O4  در طبیعت به طور معمولی به شکل نمک در ساختار سنگ آهن یافت می شوند. فرم معدنی اکسید های آهن به شکل اکسید فلزی با  عدد اکسایش مختلف به رنگ های متفاوت در صنایع به کار روند.

در همین راستا فروش آهن اکسید سنتزی به عنوان رنگدانه ی آهن  رونق خاصی دارد؛ زیرا رنگ های ثابتی را پدید می آورند و  پوشش دهی بسیار قوی هستند. همچنین در مقابل نور و دیگر مواد قلیایی استحکام خوبی دارند. تمامی این مزایا سبب شده است اکسیدهای آهن سنتزی به عنوان رنگدانه ها کاربرد بسیار گسترده ای داشته باشند.

انواع روش های تولید اکسید آهن

در حال حاضر موفقیت تعداد زیادی از فرآیندهای تولید به  اکسید آهن(III)  و سایر اکسیدهای آهن وابسته است. به طوری که آهن اکسید در صنایع  مختلفی حضور دارد. همانطور که در قسمت بالا ذکر گردید این محصول به دو صورت برای صنایع مختلف تهیه می گردد.

نوع معدنی آن که از معادن استخراج می گردد به صورت خالص هماتیت  نام دارد و در  ساخت لوازم آرایشی و رنگسازی بسیار کاربرد دارد. البته تنها این صنایع نیستند که از اکسید آهن بهره می برند  براساس اطلاعات موجود سه فرم معدنی  شامل هماتیت، مگنتیت و وستیت موارد استفاده  فراوانی دارند. اکسیدهای آهن برای استخراج آهن و همچنین فولاد در معادن های زیادی  کاربرد دارد.

اکسید آهن  به طور کلی با فرمول شیمیایی  FeO میباشد  باتوجه به اینکه  تنها صنایعی مانند ساخت و ساز، تولیدات محصولات صنعتی از  این اکسیدها استفاده نمی کنند، لذا تنها استخراج این ترکیب معدنی از معادن پاسخگو نیست؛ بنابراین  طی سالهای اخیر به طرز چشمگیری سنتز آن  افزایش یافته است. رسوب گذاری، کلسیناسیون سولفات آهن و فرآیند لاکس سه روش معمول تولید آهن اکسید می باشند البته در سالهای اخیر روش های جدیدی استفاده می شود که در ادامه اشاره خواهیم نمود.

استخراج اکسید آهن

در روش رسوب گذاری، سولفات آهن به عنوان مواد اولیه استفاده می شود این محصول  در آب حل می شود،  سپس در مرحله بعد سدیم هیدروکسید اضافه شده و هوادهی می شود. محلول اولیه سولفات آهن دارای اسیدیته ۳ بود که با افزایش تدریجی آن تا ۷،  هیدروکسید زرد به وجود می آید که از   محلول  جدا  می گردد. در گام بعدی این محصول زرد خشک و آسیاب شده و حرارت میبیند و بالاخره در معرض  هوای محیط، اکسید آهن زرد یا لیمونیت تولید می شود؛ لیمونیت به رنگ زرد تیره و روشن است، دارای مقاومت خوب رنگی بوده و  قدرت پوشش‌دهی بالا دارد.

اگر لیمونیت حرارت بیشتری ببیند با افزایش دما کم کم  به  انواع دیگر اکسید آهن در رنگ های نارنجی، قرمز، قهوه ای و سیاه تبدیل می شود.

آهن اکسید قرمز در روش کلسیناسیون با حرارت دادن سولفات آهن کریستالی یا خشک شده تا دمای ۵۵۰ درجه ی سانتیگراد در کوره های دوار  تولید می شود و وقتی دما تا ۹۰۰ درجه برسد  به آهن اکسید سیاه تبدیل می شود.

در فرایند لاکس نیز آهن اکسید خاکستری تا سیاه تولید می شود که در آن  برای تولید این محصولات از احیا کردن محصولات آروماتیک نیترو با آنتیموان یا آهن بهره می برند.

با افزایش فروش اکسید آهن، در طی  دهه های اخیر، روش های سنتزی زیادی برای به دست آوردن این محصول در هر سه فرم معروف آن توسعه یافته اند تا در فرایندهای مختلف به کار گرفته شود. در همین راستا میتوان به روش های جدید ذیل اشاره نمود؛ روش رسوب دهی شیمیایی  که برای سنتز نانوذرات اکسید آهن  استفاده می شود؛ در این روش از مواد اولیه ای مانند کلرید آهن III و کلرید آهن II و اسید کلریدریک HCL و آمونیاک استفاده می شود.

روش دوم روش سل ژل است که وارد کردن نانوذرات آهن به روش شیمیایی در محیط سیلیکا است؛ در این روش مقاومت مغناطیسی و غیره افزایش می یابد؛ به علت کوچک کردن ابعاد ذرات اکسید آهن، خواص آن بهتر می شود، لذا با افزایش کاربرد آنها روبرو هستیم.

میکروامولسیون روش دیگری است که باتوجه به تولید ذرات با اندازه محدود سبب افزایش کیفیت محصول میشوند.

روش  تجزیه حرارتی نیز روش بعدی می باشد  که در آن  وقتی ماده به دمای مشخصی می شود  دچار تخریب در ساختار شیمیایی خود می گردد.

البته در رابطه با روشهای سنتز اکسید آهن لازم به ذکر است روشهای سنتز جدید با مشکلاتی نیز همراه است؛ در این روش ها کنترل خصوصیات نانو ذراتی مانند تبلور، اندازه و شکل، تخلخل و مورفولوژی با چالش روبرو هستند. این ویژگی های ساختاری بر خصوصیات الکتریکی، مکانیکی، نوری و مغناطیسی  موثر هستند، لذا وقتی در روشهای سنتزی تحت تاثیر پارامترهای واکنش قرار گرفتند،  این  ویژگی های  ساختاری تغییر کرده و این تغییر سلسله وار  سایر ویژگی ها را تحت تاثیر قرار میدهد، در نتیجه رفتار اکسید آهن نانو متریک برای کاربردهای مختلف تغییر خواهد نمود.

تشریح خواص شیمیایی و فیزیکی اکسید آهن

اکسید آهن با توجه به ساختار مولکولی خود از قبیل  نحوه قرار گیری اتم ها، تعداد مولکول های آب در مولکول، وجود اتم های آهن با ظرفیت ۲ و ۳ در رنگ های مختلف ظاهر می گردد. در حقیقت ساختار مولکولی این ماده معدنی  است که عامل ایجاد رنگ های مختلف آن می باشد. اکسیدهای آن با رنگ های مختلف هم به عنوان رنگدانه بسیار با ارزش در  تولید محصولات مختلف  کارایی دارند و هم در آزمایشگاه های علمی و تحقیقاتی کاربرد فراوانی یافته اند. لذا اشاره خصوصیات فیزیکی و شیمیایی هر رنگ می تواند مفید واقع گردد.

اکسید آهن قهوه ای یا هماتیت معدنی جامد معدنی پودری است که در آب، نامحلول است و PH  محلول را در محدوده ۶ تا ۸ تنظیم می نماید. این ترکیب بدون بو می باشد، غیر سمی و غیر قابل اشتعال بوده  و در صورتی که وارد شبکه فاضلاب و پساب گردد در لوله ها و مجراها رسوب می کند.

اکسید آهن زرد  جامد پودری زرد کمرنگ تا تیره نامحلول در آب و حلالهای آلی است. البته این ترکیب  در اسیدهای معدنی محلول است و PH  محلول را در محدوده ۳ تا ۷ تنظیم می کند. اکسید آهن زرد دارای چگالی نسبی ۴.۱ کیلوگرم در لیتر است و اغلب به صورت دانه بندی به فروش می رسد.

آهن اکسید مشکی، پودر آهن سیاه رنگی با جرم مولکولی ۲۳۱.۵۳۳ گرم بر مول است.  غیر سمی و مقاوم به رطوبت بوده و چگالی آن ۵ گرم بر سانتی متر مکعب می باشد. نقطه ذوب اکسید آهن مشکی ۱۵۹۷ درجه سانتی گراد است.

آهن اکسید سبز در دمای ۲۰ درجه سانتی گراد به شکل پودر معدنی  بوده و در آب ۸۰ درجه سانتی گراد، نامحلول است. ترکیبی بدون بو بوده و دارای نقطه ذوب ۲۰۰ درجه سانتی گراد است. این ترکیب در دمای بالاتر از ۲۵۰ درجه سانتی گراد تجزیه می شود.

اکسید آهن قرمز پودر جامد قهوه ای تیره تا قرمز رنگ با جرم مولی ۷۱.۸۴۴ گرم بر مول است و به شکل  بلورهای سیاه دیده میشود. چگالی آن ۷۴۵/۵ گرم بر سانتی متر مکعب در دمای ۲۵ درجه‌ی سلسیوس  است. اکسید های آهن قرمز در آب نامحلول بوده  و دمای ذوب آن ۱۳۷۷ درجه‌ی سلسیوس است.

آهن اکسید آبی رنگ یا آبی پروس با جرم مولکولی ۸۵۹.۲۴ گرم بر مول است و در آب نامحلول می باشد.

کاربردهای اکسید آهن

فروش اکسید آهن به صنایع مختلفی در دنیا انجام میشود، به صورتی که اگر به لیست صنایع مختلف نگاه کنیم می بینیم هر نوع آهن اکسید بازارهای مختلفی را از آن خود کرده است؛

در همین راستا باید بگوییم اکسید های آهن قهوه ای به عنوان یک رنگدانه پر کاربرد به صنایعی نظیر تولید رنگ، بتن و سیمان، محصولات آرایشی و بهداشتی و پوشش های صنعتی فروخته می شود.

اکسیدهای آهن آبی  برای مصرف محصولات آرایشی، رنگ و پوشش و سنتز ترکیبات آلی، آزمایشگاه های تحقیقاتی نظیر سنتز بسیاری از ترکیبات مشتق معدنی و آلی فروخته میشود.

خرید اکسید آهن برای کاربردهای صنعتی

خرید اکسید آهن قرمز در  صنایع لاستیک و پلاستیک، صنایع فلزی و استخراج و خالص سازی فلزات از سنگ معدن و محصولات آرایشی اتفاق می افتد.

عدد اکسایش  آهن در اکسیدهای آهن  زرد رنگ ۳ است و در محصولات آرایشی و بهداشتی کاربرد دارد.

اکسیدهای آهن مشکی در فرم  اکسید های آهن ۳ ظرفیتی  و دو ظرفیتی دیده میشوند؛ در صنایع فلزی، فولاد و سازه های فلزی استفاده می شوند.

در اکسیدهای آهن سبز رنگ، عدد اکسایش اتم آهن ۲ است؛ این اکسید قادر است رطوبت محیط را جذب نماید. این ترکیب برای تولید صنایع لاستیک و پلاستیک، انواع کامپوزیت ها، محصولات آرایشی، ساخت بتن و سیمان و تولید رنگ های صنعتی فروخته میشود.

کاربرد آهن اکسید در صنایع مختلف

اکسیدهای آهن  در  محصولات  صنایع مختلفی مانند صنعت رنگ، صنعت پلاستیک، صنعت جوهر، صنایع آرایشی و داروسازی استفاده می شوند.

در همین راستا باید بگوییم مگنتیت با توجه به  وزن مخصوص و آهنربایی خود  جهت جداسازی مواد معدنی با چگالی بالا و شستشوی زغال سنگ استفاده می شود.

در فرآیند آهن سازی اکسید های آهن به عنوان فلز پایه به کار برده میشوند.

رنگدانه های اکسید آهن به علت رنگ  خود می توانند با هم  ترکیب شده و طیف گسترده ای از رنگهای خاکی را به وجود آورند.  رنگدانه های اکسیدهای آهن امروزه با تایید سازمان غذا و داروی آمریکا برای تولید لوازم آرایشی نیز استفاده می گردند.

در ادامه استفاده از رنگدانه های این محصول می توان به کاربرد این ترکیب معدنی در  محصولات رنگ آمیزی چوب برای کف سازی اشاره نمود.

فروش عمده اکسید آهن

فروش آهن اکسید  به عنوان ذره مغناطیسی در ساخت نوار ذخیره مغناطیسی  نیز انجام می شود. نوار مغناطیسی یک واسط ضبط مغناطیسی می باشد که در ضبط فیلم و ضبط داده ها کاربرد دارد.

خرید اکسید آهن قرمز  به عنوان کاتالیزور موجود در  واکنش ترمیت که در  جوشکاری و آزمایشگاه ها برای بررسی واکنش های گرماگیر و گرماده کاربرد دارد،  نیز انجام میشود.

پرسش و پاسخ متداول فروش اکسید آهن

شرایط محیط نگهداری اکسید آهن چگونه است؟

به طور کلی توصیه می گردد اکسید آهن دور از منبع گرما، جرقه و شعله و در مکان‌های خشک نگهداری گردد. محیط نگهداری باید دارای تهویه مناسب باشد، اگر چه این محصول  سمی نیست؛ اما توصیه بر این است  غبارات آن را استنشاق نکنند، برای تنفس مضر است؛ لذا در محل‌هایی که گرد و غبار ناشی از آهن اکسید وجود دارد، تهویه مناسبی نیاز است.

برای استفاده از اکسیدهای آهن چه نکاتی باید رعایت گردد؟

باید هنگام استفاده از اکسیدهای آهن از ماسک صورت و دستکش استفاده کرد و پس از هر بار استفاده، دستکش‌های آلوده دور انداخته شوند.  در ادامه نیز دست‌ها شسته و خشک گردند.

فروش اکسید آهن چگونه است؟

در بسته بندی های آهن اکسید که معمولا به صورت  کیسه های ۲۵ کیلوگرمی می باشد، به علت جاذب رطوبت بودن این محصول، سیلیکاژل قرار می دهند. قیمت اکسیدهای آهن  به ازای هر کیلوگرم ماده تعیین میشود.

اهمیت اکسیدهای آهن به چه دلیل است؟

تنوع رنگ  بالای داشته، قیمت مناسب دارند و غیر سمی و  پایدار می باشند.