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铁的重要的氧化态是+2和+3。二价铁离子呈淡绿色,在碱性溶液中易被氧化成三价铁离子。三价铁离子的颜色随水解程度的增大而由黄色经橙色变到棕色。纯净的三价铁离子为淡紫色。二价和三价铁均易与无机或有机配位体形成稳定的配位化合物,如 Phen为菲罗林,配位数通常为6。零价铁还可与一氧化碳形成各种羰基铁,如Fe(CO)5、Fe2(CO)9、Fe3(CO)12。羰基铁有挥发性,蒸气剧毒。铁也有+4、+5、+6价态的化合物,但在水溶液中只有+6价的。
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。
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。
铁的电子构型为(Ar)3d64s2,氧化态有0、+2、+3、+4、+5、+6。铁的化学性质活泼,为强还原剂,在室温条件下可缓慢地从水中置换出氢,在500℃以上反应速率增高: 3Fe+4H2O(g)===Fe3O4+4H2↑
废铁中往往含有各种油污、铁锈、泥渍等附着物,在废铁回收时,要用相应的化学清洗剂和表面活性剂进行清洗后,进行筛选回收。如果废铁中粘有较大量的油渍和工业润滑脂,还要通过预热去除残留余污。
在废铁回收中,经常会收到各种形状不规则的铁制品,不仅占用空间,影响运输,还不方便机器的运行。这个时候要相应地对废铁进行剪切处理,特别是对一些比较松散的管材或者一些零碎铁器,要进行压块后再回收。
回收的废铁,经过处理后,确定无法重新利用的,可以通过融化,加工成新的成品,因为钢铁经过高温融化后,其质量和强度是不会流失的,经过相应的加工提炼后,可以制作成新的钢铁原材料和各种钢铁类产品。
当然在废铁的回收过程中也会遇到一些比较常见的问题,像有些废铁可能会粘有一些油脂,这类油脂遇到熔融的金属会造成对空气的污染,另外像一些在户外放置过久的废铁,特别是潮湿环境中,因为其附带的水分同样也会和油脂一样,造成环境的污染。如果是在户外放置过久的受潮的废铁进行回收,由于其掺杂的水分所以在炉墙里会膨胀而崩裂,所以想要避免这类危险的发生,可以注意回收废铁的筛选和预处理,另外就是,如今技术进步,也提供了更多处理方法,比如加温废铁后再进行分配。
废铁作为载能资源,运用废铁炼铁能够大幅度下降生产铁的生产工序能耗。 废铁是一种低碳动力,运用废铁炼铁能够大量削减“三废”发生,减少碳排放。 废铁收回后是一种无限循环运用的再生资源,发展废铁、添加废铁供应才能是缓解对铁矿石依赖的重要途径。
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