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分布:铁是地球上分布广的金属之一。约占地壳质量的5.1%,居元素分布序列中的第四位,仅次于氧、硅和铝。
铁活泼,为强还原剂,化合价有0、+2、+3、+6,常见的价态是+2和+3。在室温下,铁可缓慢地从水中置换出氢,在500℃以上反应速度增大:
由于陨石来源极其,从陨石中得来的铁对生产没有太大作用,随着青铜熔炼技术的成熟,才逐渐为铁的冶炼技术发展创造了条件。我国早人工冶炼的铁是在春秋战国之交的时期出现的,距今大约2500年。我国炼钢技术发展也很早,1978年,湖南省博物馆长沙铁路车站建设工程文物发掘队从一座古墓出土一口钢剑,从古墓随葬陶器的器型,纹饰以及墓葬的形制断定是春秋晚期的墓葬。这口剑所用的钢经分析是含碳量0.5%左右的中碳钢,金相组织比较均匀,说明可能还进行过热处理。
古代劳动人民的炼铁技术也是的,至今竖立在印度德里立附近一座清真寺大门后的铁柱,是用相当钝的铁铸成的,当时如何生产这样的铁,现代人也认为是一个奇迹。由人分析了它的成分,含铁量大于99.72%,其余是碳0.08%,硅0.046%,硫0.006%,磷0.114%。
随着工业发展,在生产建设和生活中出现大量废钢和废铁,这些废料在转炉中不能使用,于是出现了平炉炼钢,是由德国西门子兄弟以及法国马丁兄弟同时创建的,时间是在19世纪60年代初。
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铁的发现和大规模使用,是人类发展史上的一个光辉里程碑,它把人类从石器时代、铜器时代带到了铁器时代,推动了人类文明的发展。至今铁仍然是现代化学工业的基础,人类进步所的金属材料。
相对原子质量55.847。铁有多种同素异形体。铁是比较活泼的金属,在金属活动顺序表里排在氢的前面。常温时,铁在干燥的空气里不易与氧、硫、氯等非金属单质起反应,在高温时,则剧烈反应。铁在氧气中燃烧,生成Fe3O4,赤热的铁和水蒸气起反应也生成Fe3O4。铁易溶于稀的无机酸和浓盐酸中,生成二价铁盐,并放出氢气。在常温下遇浓硫酸或浓硝酸时,表面生成一层氧化物保护膜,使铁“钝化”,故可用铁制品盛装浓硫酸或浓硝酸。但FeO·Fe2O3不符合Fe3O4不与稀酸反应的性质,经光谱检验,应为Fe(+3)Fe(+2)[Fe(+3)O4],即铁酸铁与铁酸亚铁的复合盐。铁的+3价化合物较为稳定,但有较强的氧化性,能把铜氧化成+2价(2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2,常温下即可反应,用于刻蚀铜板)
再生铁金属原料来自四面八方,往往是黑色金属、有色金属及其合金的混杂物,而且夹杂有塑料、橡胶、油漆、油脂、木料、泥沙、织物等。在冶炼前进行以下流程:
1.分类:由于原料来源混乱、材料性质驳杂,采用人工进行分类整理归置,以便于后期工作的进行;
2.解体:许多物料拆分解体,才能将其中的再生铁部分分解出来,也利于人工筛除其他杂质;
3.筛分:筛除其他杂质或磁选出铁成分;
4.压块:使用HDYJ金属压块机(包括金属屑压块机、金属打包机)将在生铁物料作压块处理,以便于储运及减少回收再利用过程中运输、冶炼的损耗。
此外,根据不同的生产需求,还要进行破碎、干燥、预焚烧、脱脂磨细等生产工序。
混杂过于严重的合金废料,则用作重新冶炼提取金属的原料。
铁是地壳中较丰富的元素,仅次于氧、硅、铝。磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿是重要的铁矿。单体金属常用焦炭、铁矿石和石炭石为原料炼得。用氢气还原纯氧化铁可得到纯铁。含碳在1.7%以上的铁叫生铁(或铸铁)。含碳量少于0.2%的铁熔合体称为熟铁或锻铁。含碳量介于1.7-0.2之间的铁熔体叫做钢。生铁坚硬,但性脆;钢具有弹性;熟铁易于机械加工,但要比钢柔软。从生铁炼钢,就是减低生铁内的碳量,以及将硅、硫和磷杂质除去。
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