اکسید آهن
به گزارش خریدار ضایعات در تهران , اکسید آهن ترکیب شیمیایی از آهن و اکسیژن است که در حدود ۱۶ نوع اکسید آهن و اکسی هیدروکسید می توان یافت. این محصول کاربردهای زیادی در صنایع مختلف دارد که دو نوع معدنی و سنتزی آن، هرکدام با توجه به ساختار خود در رنگ های مختلفی تولید می شوند. در گذشته از این محصول در تولید رنگ و رنگ کاری استفاده می شد و با گذشت زمان تأثیر این محصول در جوهر چاپ، کاشی سازی و غیره نیز به وفور دیده می شود. با پیشرفت تکنولوژی اکسید آهن در مقیاس نانو توانست طیف وسیعی از صنایع مختلف را بپوشاند که از این موارد می توان به تحول عظیمی که در علم پزشکی ایجاد نموده، اشاره کرد. با توجه به اینکه این ماده کاملاً طبیعی و غیر سمی است از این ماده در تولید اقلام بهداشتی نیز استفاده می شود.
نحوه تشکیل اکسید آهن
نحوه تشکیل اکسید آهن : وقتی آهن با اکسیژن و یا آب تماس پیدا کند، اکسید آهن (زنگ آهن) به وجود می آید که سنگ معدن آهن خودش به حالت اکسید آهن یافت می شود. اما این تنها روش زنگ زدن آهن نیست و آهن در مجاورت با مواد دیگری نیز زنگ می زند که از جمله آن می توان به کلر اشاره کرد. واکنشی که در زنگ زدن آهن به وجود می آید از روند انتقال الکترون از آهن به اکسیژن آغاز می شود. با اینکه اکسیداسیون برای فلزات دیگر نیز انجام می شود، اما آن ها مانند آهن زنگ نمی زنند. واکنش اکسید آهن باعث شده است تا ماده به دست آمده کاربردهای فراوانی داشته باشد که در ادامه با برخی از آن ها آشنا می شوید.
انواع اکسید آهن
انواع اکسید آهن :سه نوع جداگانه از اکسید آهن وجود دارد. این سه نوع ازنظر ترکیبات شیمیایی و نسبت ترکیب آهن و اکسیژن موجود در آن‌ها تفاوت دارند. در اینجا هرکدام را به‌صورت مختصر شرح می‌دهیم.
اکسید آهن II
این ترکیب، نزدیک به نه درصد از گوشته زمین را تشکیل می‌دهد. این اکسید، سیاه‌رنگ است و می‌توان آن را به‌صورت مصنوعی با تجزیه حرارتی اگزالات آهن II نیز ساخت. اکسید آهن II به دلیل ماهیت غیر سمی‌اش، بیشتر به‌عنوان رنگ‌دانه در لوازم آرایشی و بهداشتی مصرف می‌شود.
اکسید آهن III
این اکسید به‌طور طبیعی به‌عنوان هماتیت معدنی وجود داشته و در صنایع مختلفی کاربرد دارد. به‌خصوص در صنعت فولاد که برای تولید آهن از آن استفاده می‌شود. صنایع رنگ‌دانه‌های معدنی، بتن و ساختمان و آرایشی بهداشتی نیز از این نوع اکسید، استفاده می‌کنند.
اکسید آهن II و III
این اکسید را می‌توان به‌طور طبیعی به‌عنوان مگنتیت معدنی پیدا کرد. اکسید آهن II و III شامل ویژگی‌های هر دو نوع آهن II و III است. این ماده، اگرچه به‌طور طبیعی در دسترس است اما عموماً به‌صورت مصنوعی، تولید می‌شود. این امر به این دلیل است که بتوانند ذرات و شکل آن‌ها را دست‌کاری نمایند.
شکل غالب این اکسید به‌صورت پودر سیاه‌رنگ است. موارد زیر را هم می‌توان به‌عنوان اصلی‌ترین کاربردهای این اکسید برشمرد:
• به‌عنوان نانو ذرات در اسکن MRI
• استفاده در صنایع دارویی
• برش فولاد در صنایع فولاد
• کاتالیزور در صنایع شیمایی به‌خصوص در واکنش جابجایی آب-گاز
رنگ دانه
رنگ دانه در اثر هوازدگی در طبیعت ذخایر خاک های رنگی ایجاد می شوند که در جزایر مختلفی از انواع آن ها در رنگ های سرخ و زرد پیدا می شود. در قدیم از خاک سرخ در نقاشی و رنگ آمیزی استفاده می شد و می توان گفت که این مواد اولین کانی هایی بودند که توسط بشر شناخته شدند. نقاشی های به جا مانده در غارها از آثار خاک های رنگی (که دلیلش اکسید آهن است) می باشد. با گذشت زمان از این ماده در تزیین و لعاب کاری سرامیک و کوزه های گلی نیز استفاده شد.
در ساختار سنگ آهن، اکسید آهن به شکل نمک یافت می شود که حالت های عدد اکسایش مختلفی برای آن دیده شده است. به همین دلیل از این ماده در تولید رنگ های مختلفی استفاده می شود. نحوه قرارگیری اتم ها در این ماده معدنی سبب ایجاد رنگ های متنوع می گردد. در آزمایشگاه های علمی و تحقیقاتی، از این ماده ارزشمند استفاده های فراوانی می شود که یکی از کاربردهای آن مربوط به رنگ بوده و این ماده به عنوان رنگ دانه محبوب در صنعت شناخته شده است. همچنین از این محصول در صنایع مختلفی مثل تولید سیمان و بتن، محصولات آرایشی و بهداشتی و موارد دیگری از این دست استفاده می شود.
اکسید آهن در رنگ های مختلفی مثل سبز، آبی، اخرا، زرد و مشکی تولید می شود که در این مطلب به توضیح سه نمونه از این محصولات می پردازیم.
اکسید آهن سبز
در این نمونه از محصول شکل اکسایش برای اتم آهن عدد دو است. همچنین این ماده اسیدیتۀ محلول را در حدود ۶ تنظیم می کند. این اکسید سبز رنگ باید در جای خشک و خنک نگهداری شود، زیرا رطوبت محیط را جذب می کند. کاربرد این پودر سبز رنگ در کامپوزیت ها، صنایع لاستیک و پلاستیک، محصولات آرایشی و تولید رنگ های صنعتی است.
اکسید آهن اخرا
این ماده به شکل پودر جامد قهوه ای تیره و قرمز یافت می شود. کاربردهای فراوانی برای ترکیب اکسید فلزی آهن وجود دارد که یکی از آن ها در خالص سازی فلزات از سنگ معدن است. محلولی که این نمک معدنی در آن وجود داشته باشد اسیدیته را در حدود ۴ تا ۸ تنظیم می کند.
اکسید آهن زرد
این ماده جامد در رنگ زرد مایل به سبز بسیار روشن وجود دارد که اتم آهن در آن با عدد اکسایش ۳ است. این ماده به صورت دانه بندی فروخته می شود و ph آن در حدود ۳ تا ۷ متغیر می باشد. مهم ترین مصرف این ماده در تولید محصولات آرایشی و بهداشتی است.
کاربرد اکسید آهن
کاربرد اکسید آهنکاربرد اکسید آهن ؛اکسید آهن این ماده نسبتاً ارزان‌قیمت، مقاومت بالایی در برابر تغییر رنگ در مقابل نور خورشید دارد. آن‌ها همچنین در شرایط محیطی معمولی، پایداری بالایی دارند. البته رنگ‌دانه‌های طبیعی، دوام و قوام کمتری نسبت به رنگ‌دانه‌های مصنوعی دارند. به همین دلیل هم از آن‌ها به‌عنوان رنگ‌های حمایتی و زیرسازی استفاده می‌شود.
نوعی اکسید آهن نیز هماتیت به نام میکاسی وجود دارد که خواص منحصربه‌فردی به رنگ‌ها و پوشش‌ها می‌دهد. در این اکسید، ذرات به شکلی پوسته‌پوسته به‌گونه‌ای رو سطح قرار می‌گیرند که از آن در برابر رطوبت و گازها محافظت می‌کنند. این پوشش می‌تواند از خوردگی، زنگ‌زدگی فلزات، بروز تاول، ترک و پوسته‌شدن لایه رنگی، جلوگیری کند.
دیگر خاصیت رنگ‌دانه‌های اکسید آهن این است که به دلیل اندازه کوچکشان که ده برابر از ذرات سیمان کوچک‌تر هستند، به‌خوبی در شبکه سیمان جای می‌گیرند. دلیل یکنواختی سطوح بتنی و سیمانی که با این رنگ‌ها پوشش داده‌شده‌اند نیز همین است.
رنگ‌دانه‌های شیمیایی در برابر مواد قلیایی نیز مقاومت بسیار بالایی دارند. آن‌ها همچنین، درخشندگی بیشتری هم به سطح می‌دهند. البته، در اعمال آن‌ها روی سطح بتن و سیمان باید دقت داشت که از دوزهای استاندارد تعیین‌شده، تجاوز نشود. در غیر این صورت، آن‌ها به ساختار بتن نفوذ کرده و خواص آن را تحت تأثیر قرار می‌دهند.
یکی مزایای رنگ‌دانه‌های اکسید آهن این است که می‌توان به‌راحتی آن‌ها را با یکدیگر ترکیب کرد و رنگ‌های جدیدی به دست آورد. انواع اکسید آهن غیر سمی هستند و همین باعث محبوبیت آن‌ها در صنایع، حتی صنایع غذایی شده است رنگ‌دانه‌های اکسید آهن از ده‌ها هزار سال پیش که انسان در غارها نقاشی می‌کشید، مورداستفاده قرارگرفته‌اند. در قرون گذشته از این ماده در مصارف مختلفی مانند لعاب‌های سرامیک و کاشی، شیشه، تولید کاغذ، پلاستیک و لاستیک و منسوجات استفاده می‌شده و هنوز هم می‌شود.
امروزه، اکسید آهن بخشی از زندگی هرروزه ماست. این ماده در صنایع مختلفی، علاوه بر مصارفی که در گذشته داشت، مورداستفاده قرار می‌گیرد. مهم‌ترین این صنایع عبارت‌اند از:
• تولید رنگ‌دانه‌های معدنی
• تولید هموگلوبین
• صنعت بتن و ساختمان
• صنایع آرایشی و بهداشتی
• صنایع پلاستیک و رنگ
• صنایع فولاد و آهن
• لوازم‌تحریر
• مخازن صنعتی
• پالایشگاه‌ها
• کارخانه‌های شیمیایی
• دکل‌های حفاری
• کوره‌های ریخته‌گری
نوار مغناطیسی
نوار مغناطیسی، امکان ضبط صدا را فراهم می‌کند. از این نوار به‌طور گسترده در ضبط صدا، تصویر و کارت‌های اعتباری بانک‌ها، استفاده می‌شود. متداول‌ترین ذره مغناطیسی برای تولید این محصول، اکسید آهن III است.
اکسید آهن و منابع آن در جهان
اکسید آهن و منابع آن در جهان رسوبات رنگ‌دانه اکسید آهن در بسیاری از کشورها وجود دارند اما تنها چند کشور این ماده را به‌طور گسترده در اختیار دارند. قبرس، فرانسه، ایران، ایتالیا و اسپانیا کشورهایی هستند که منابع زیادی از اکسید آهن طبیعی دارند. کشورهای هند، آمریکا، چین و اسپانیا، اکسید آهن مصنوعی را به‌صورت گسترده، تولید می‌کنند.
تنها در سال ۲۰۱۷ ارزش کل اکسید آهن مبادله شده در جهان به حدود ۲ میلیارد دلار آمریکا رسید. تخمین زده می‌شود که ۱۳ درصد از کل اکسید آهن مصرفی در دنیا از منابع طبیعی و بقیه از منابع مصنوعی تهیه می‌شوند.
