اکسید آهن مورد استفاده در صنایع در دو نوع معدنی و سنتزی می باشد.
نوع معدنی آن به دو صورت هماتیت و مگنتیت با فرمول شیمیایی Fe2O3 و Fe3O4 میباشد که از آنها برای استخراج آهن و فولاد استفاده می شود. در ایران اکثر معادن سنگ آهن هماتیت و مگنتیت در استان های کرمان، یزد، زنجان، آذربایجان شرقی و کردستان می باشند که سنگ های استخراجی آن ها معمولا از طریق سواحل جنوبی به چین و هند صادر می شود. نوع خالص تر هماتیت جهت مصارف دیگری همچون تولید لوازم آرایشی و تولید رنگ استفاده می شود که معادن آن در جزیره ی هرمز واقع می باشند.
اکسیدهای آهن سنتزی رنگدانه های آهن می باشند و در انواع رنگ ها ی زرد، نارنجی، قرمز، قهوه ای و سیاه می تولید می شوند و اهمیت آن ها به دلیل قیمت مناسب و غیر سمی بودن، پایداری آن ها و تنوع رنگ آن ها می باشد. فرمول شیمیایی آنها FeOOH ، Fe2O3 و Fe3O4 می باشد. همچنین رنگدانه های سیاندی ( هگزا سیانوفرات سدیم و پتاسیم) سبز و آبی آهن نیز در بازار موجود می باشد. عمده ی رنگدانه های آهن سنتزی از کشورهای آلمان، چین، ترکیه و هند وارد ایران می شوند. همچنین سه واحد تولیدی در شهرهای زنجان و اصفهان اقدام به تولید رنگدانه های زرد و قرمز آهن می نمایند.
کاربرد های اکسید آهن
عمده ی رنگدانه های سنتزی آهن در صنایع رنگسازی، آرایشی، تولید کاشی و سرامیک ، انواع موزاییک های رنگی و تولید برخی آجرهای نسوز مصرف می شوند.
روش تولید اکسید آهن
سه روش مهم برای تولید اکسید آهن وجود دارد. کلسیناسیون سولفات آهن، رسوب گذاری و فرآیند لاکس (Laux)
کلسیناسیون سولفات آهن: در این روش سولفات آهن کریستالی یا خشک شده وارد کوره ی دوار شده و در دماهای بیش از 550 درجه ی سانتیگراد دچار تغییر در ساختار شده و تبدیل به اکسید آهن قرمز می شود، با افزایش دما تا 900 درجه ی سانتیگراد اکسید آهن قرمز تغییر رنگ داده و به اکسید آهن سیاه رنگ تبدیل می شود.
رسوب گذاری سولفات آهن: در این روش سولفات آهن با pH کمتر از 3 در آب حل می شود و به محلول حاصل سدیم هیدروکسید اضافه کرده و هوادهی انجام می شود. با افزایش تدریجی pH تا 7، هیدروکسید آهن زرد رنگ تشکیل می شود. محلول حاصل فیلتر شده و کیک فیلتر که شامل هیدروکسید آهن است از محلول جدا می شود و جهت خشک و آسیاب شدن به گرمخانه منتقل می شود. هیدروکسید آهن بلافاصله در مواجهه با هوای محیط به حالت پایدار اکسید آهن زرد تبدیل می شود. محصول حاصل شده در صورت افزایش دما به تدریج به رنگ های نارنجی، قرمز، قهوه ای و سیاه تبدیل می شود.
فرآیند لاکس: واکنش Bechamp (احیا کردن محصولات آروماتیک نیترو با آنتیموان یا آهن) معمولا باعث به وجود آمدن یک اکسید آهن خاکستری تا سیاه می شود که به عنوان رنگدانه ی غیر آلی مناسب نمی باشند. Laux با افزودن محلول های کلرید آهن دو ظرفیتی یا کلرید آلومینیوم، اسید سولفوریک و اسید فسفریک، فرآیند را اصلاح کرد تا رنگدانه های اکسید آهن مرغوبی به دست آید. بدین وسیله می توان رنگدانه های مختلفی را با تغییر شرایط واکنش به دست آورد. این گستره شامل زرد تا قهوه ای و از قرمز تا سیاه است.
نوع معدنی آن به دو صورت هماتیت و مگنتیت با فرمول شیمیایی Fe2O3 و Fe3O4 میباشد که از آنها برای استخراج آهن و فولاد استفاده می شود. در ایران اکثر معادن سنگ آهن هماتیت و مگنتیت در استان های کرمان، یزد، زنجان، آذربایجان شرقی و کردستان می باشند که سنگ های استخراجی آن ها معمولا از طریق سواحل جنوبی به چین و هند صادر می شود. نوع خالص تر هماتیت جهت مصارف دیگری همچون تولید لوازم آرایشی و تولید رنگ استفاده می شود که معادن آن در جزیره ی هرمز واقع می باشند.
اکسیدهای آهن سنتزی رنگدانه های آهن می باشند و در انواع رنگ ها ی زرد، نارنجی، قرمز، قهوه ای و سیاه می تولید می شوند و اهمیت آن ها به دلیل قیمت مناسب و غیر سمی بودن، پایداری آن ها و تنوع رنگ آن ها می باشد. فرمول شیمیایی آنها FeOOH ، Fe2O3 و Fe3O4 می باشد. همچنین رنگدانه های سیاندی ( هگزا سیانوفرات سدیم و پتاسیم) سبز و آبی آهن نیز در بازار موجود می باشد. عمده ی رنگدانه های آهن سنتزی از کشورهای آلمان، چین، ترکیه و هند وارد ایران می شوند. همچنین سه واحد تولیدی در شهرهای زنجان و اصفهان اقدام به تولید رنگدانه های زرد و قرمز آهن می نمایند.
کاربرد های اکسید آهن
عمده ی رنگدانه های سنتزی آهن در صنایع رنگسازی، آرایشی، تولید کاشی و سرامیک ، انواع موزاییک های رنگی و تولید برخی آجرهای نسوز مصرف می شوند.
روش تولید اکسید آهن
سه روش مهم برای تولید اکسید آهن وجود دارد. کلسیناسیون سولفات آهن، رسوب گذاری و فرآیند لاکس (Laux)
کلسیناسیون سولفات آهن: در این روش سولفات آهن کریستالی یا خشک شده وارد کوره ی دوار شده و در دماهای بیش از 550 درجه ی سانتیگراد دچار تغییر در ساختار شده و تبدیل به اکسید آهن قرمز می شود، با افزایش دما تا 900 درجه ی سانتیگراد اکسید آهن قرمز تغییر رنگ داده و به اکسید آهن سیاه رنگ تبدیل می شود.
رسوب گذاری سولفات آهن: در این روش سولفات آهن با pH کمتر از 3 در آب حل می شود و به محلول حاصل سدیم هیدروکسید اضافه کرده و هوادهی انجام می شود. با افزایش تدریجی pH تا 7، هیدروکسید آهن زرد رنگ تشکیل می شود. محلول حاصل فیلتر شده و کیک فیلتر که شامل هیدروکسید آهن است از محلول جدا می شود و جهت خشک و آسیاب شدن به گرمخانه منتقل می شود. هیدروکسید آهن بلافاصله در مواجهه با هوای محیط به حالت پایدار اکسید آهن زرد تبدیل می شود. محصول حاصل شده در صورت افزایش دما به تدریج به رنگ های نارنجی، قرمز، قهوه ای و سیاه تبدیل می شود.
فرآیند لاکس: واکنش Bechamp (احیا کردن محصولات آروماتیک نیترو با آنتیموان یا آهن) معمولا باعث به وجود آمدن یک اکسید آهن خاکستری تا سیاه می شود که به عنوان رنگدانه ی غیر آلی مناسب نمی باشند. Laux با افزودن محلول های کلرید آهن دو ظرفیتی یا کلرید آلومینیوم، اسید سولفوریک و اسید فسفریک، فرآیند را اصلاح کرد تا رنگدانه های اکسید آهن مرغوبی به دست آید. بدین وسیله می توان رنگدانه های مختلفی را با تغییر شرایط واکنش به دست آورد. این گستره شامل زرد تا قهوه ای و از قرمز تا سیاه است.
ارسال نظر شما