Лабораторное и промышленное получение - Железо восстановленное (Ferrum reductum)

В промышленности железо получают из железной руды, в основном из гематита (Fe2O3) и магнетита (FeO-Fe2O3).

Существуют различные способы извлечения железа из руд. Наиболее распространенным является доменный процесс.

Первый этап производства -- восстановление железа углеродом в доменной печи при температуре 2000 °C. В доменной печи углерод в виде кокса, железная руда в виде агломерата или окатышей и флюс (например, известняк) подаются сверху, а снизу их встречает поток нагнетаемого горячего воздуха. железо восстановленный железосодержащий медицина

В печи углерод в виде кокса окисляется до монооксида углерода. Данный оксид образуется при горении в недостатке кислорода:

В свою очередь, монооксид углерода восстанавливает железо из руды. Чтобы данная реакция шла быстрее, нагретый угарный газ пропускают через оксид железа(III):

Флюс добавляется для избавления от нежелательных примесей (в первую очередь силикатов) в добываемой руде. Типичный флюс содержит известняк и доломит. Для устранения других примесей используют другие флюсы.

Действие флюса (в данном случае карбонат кальция) заключается в том, что при его нагревании он разлагается до его оксида:

Оксид кальция соединяется с диоксидом кремния, образ шлак - метасиликат кальция:

Шлак, в отличие от диоксида кремния, плавится в печи. Более легкий, чем железо, шлак плавает на поверхности -- это свойство позволяет разделять шлак от металла. Шлак затем может использоваться при строительстве и сельском хозяйстве. Расплав железа, полученный в доменной печи, содержит довольно много углерода (чугун). Кроме таких случаев, когда чугун используется непосредственно, он требует дальнейшей переработки.

Излишки углерода и другие примеси (сера, фосфор) удаляют из чугуна окислением в мартеновских печах или в конвертерах. Электрические печи используются и для выплавки легированных сталей.

Кроме доменного процесса, распространен процесс прямого получения железа. В этом случае предварительно измельченную руду смешивают с особой глиной, формируя окатыши. Окатыши обжигают, и обрабатывают в шахтной печи горячими продуктами конверсии метана, которые содержат водород. Водород легко восстанавливает железо:

,

При этом не происходит загрязнения железа такими примесями, как сера и фосфор, которые являются обычными примесями в каменном угле. Железо получается в твердом виде, и в дальнейшем переплавляется в электрических печах.

Химически чистое железо получается электролизом растворов его солей.

Электролиз раствора ведется при строго определенном значении рН (рН 3-4), что регулируется добавлением серной кислоты. Железо, выделенное на катоде, снимают, промывают водой до отрицательной реакции на сульфаты и хлориды и высушивают при 50 °С. Затем его измельчают и просеивают.

Препарат растворяется в кислотах с образованием солей.

Если после растворения препарата в хлороводородной кислоте добавить к раствору феррицианида калия, выпадает осадок темно-синего цвета (турнбулева синь) - реакция на железо, имеющее степень окисления, равную +2.

3FeCl2 + 2K3[Fe(CN)6] 6KCl + Fe3[Fe(CN)6]2

Железо, применяемое в медицине, должно быть свободно от примесей сульфидов меди, угля, кремниевой кислоты, мышьяка.

Допускается не более 0,01% примеси тяжелых металлов в препарате.

Похожие статьи




Лабораторное и промышленное получение - Железо восстановленное (Ferrum reductum)

Предыдущая | Следующая