铁在自然界中分布极广,但是人类发现和利用铁却比黄金和铜要迟。这是由于天然单质状态的铁在地球上是找不到的,而且它容易氧化生锈,再加上它的熔点(1535℃)又比铜(1083℃)高得多,使它比铜难以熔炼。
人类早发现铁是从天空落下的陨石,陨石含铁的百分比很高(铁陨石中含铁90.85%),是铁和镍、钴的混合物。考古学家曾经在古坟墓中,发现陨铁制成的小斧;在埃及第五王朝至第六王朝的金字塔所藏的宗教经文中,记述了当时太阳神等重要神像的宝座是用铁制成的。铁在当时被认为是带有神秘性的珍贵的金属,埃及人干脆把铁叫做“天石”。在古希腊文中,“星”和“铁”是同一个词。
铁是一种光亮的银白色金属。密度7.86克/厘米3。熔点1535℃,沸点2750℃。常见化合价+2和+3,有好的延展性和导热性。也能导电。纯铁既能磁化,又可去磁,且均很迅速。电离能为7.870电子伏特。化学性质比较活泼,是一种良好的还原剂。若有杂质,在潮湿的空气中易锈蚀;在有酸气或卤素蒸气存在的湿空气中生锈更快。易溶于稀酸。在浓硝酸中能被钝化。加热时均能同卤素、硫、硅、碳、磷等化合。除生成+2和+3价氧化物外,还有复合氧化物Fe3O4(是磁性氧化物)生成。铁是工业部门不可缺少的一种金属。铁与少量的碳制成合金——钢,磁化之后不易去磁,是优良的硬磁材料,同时也是重要的工业材料。
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。
相对原子质量55.847。铁有多种同素异形体,如α铁、β铁、γ铁、б铁等铁是一变价元素,常见价态为+2和+3。铁与硫、硫酸铜溶液、盐酸、稀硫酸等反应时失去两个电子,成为+2价。与Cl2、Br2、硝酸及热浓硫酸反应,则被氧化成Fe3+。铁与氧气或水蒸气反应生成的Fe3O4,可以看成是FeO·Fe2O3,其中有1/3的Fe为+2价,另2/3为+3价。铁的+3价化合物较为稳定。
铁溶于热的或较浓的硝酸中,生成硝酸铁并释放出氮的氧化物。在浓硝酸或冷的浓硫酸中,铁的表面形成一层氧化薄膜而被钝化。铁与氯在加热时反应剧烈(2Fe+3Cl2===2FeCl3)。铁也能与硫、磷、硅、碳直接化合。铁与氮不能直接化合,但与氨作用,形成氮化铁Fe2N。
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