鐵的重要的氧化態(tài)是+2和+3。二價鐵離子呈淡綠色,在堿性溶液中易被氧化成三價鐵離子。三價鐵離子的顏色隨水解程度的增大而由黃色經(jīng)橙色變到棕色。純凈的三價鐵離子為淡紫色。二價和三價鐵均易與無機(jī)或有機(jī)配位體形成穩(wěn)定的配位化合物,如 Phen為菲羅林,配位數(shù)通常為6。零價鐵還可與一氧化碳形成各種羰基鐵,如Fe(CO)5、Fe2(CO)9、Fe3(CO)12。羰基鐵有揮發(fā)性,蒸氣劇毒。鐵也有+4、+5、+6價態(tài)的化合物,但在水溶液中只有+6價的。
相對原子質(zhì)量55.847。鐵有多種同素異形體,如α鐵、β鐵、γ鐵、б鐵等鐵是一變價元素,常見價態(tài)為+2和+3。鐵與硫、硫酸銅溶液、鹽酸、稀硫酸等反應(yīng)時失去兩個電子,成為+2價。與Cl2、Br2、硝酸及熱濃硫酸反應(yīng),則被氧化成Fe3+。鐵與氧氣或水蒸氣反應(yīng)生成的Fe3O4,可以看成是FeO·Fe2O3,其中有1/3的Fe為+2價,另2/3為+3價。鐵的+3價化合物較為穩(wěn)定。
鐵是地殼中較豐富的元素,僅次于氧、硅、鋁。磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦是重要的鐵礦。單體金屬常用焦炭、鐵礦石和石炭石為原料煉得。用氫氣還原純氧化鐵可得到純鐵。含碳在1.7%以上的鐵叫生鐵(或鑄鐵)。含碳量少于0.2%的鐵熔合體稱為熟鐵或鍛鐵。含碳量介于1.7-0.2之間的鐵熔體叫做鋼。生鐵堅硬,但性脆;鋼具有彈性;熟鐵易于機(jī)械加工,但要比鋼柔軟。從生鐵煉鋼,就是減低生鐵內(nèi)的碳量,以及將硅、硫和磷雜質(zhì)除去。
回收的廢鐵,經(jīng)過處理后,確定無法重新利用的,可以通過融化,加工成新的成品,因為鋼鐵經(jīng)過高溫融化后,其質(zhì)量和強(qiáng)度是不會流失的,經(jīng)過相應(yīng)的加工提煉后,可以制作成新的鋼鐵原材料和各種鋼鐵類產(chǎn)品。
廢鐵作為載能資源,運(yùn)用廢鐵煉鐵能夠大幅度下降生產(chǎn)鐵的生產(chǎn)工序能耗。 廢鐵是一種低碳動力,運(yùn)用廢鐵煉鐵能夠大量削減“三廢”發(fā)生,減少碳排放。 廢鐵收回后是一種無限循環(huán)運(yùn)用的再生資源,發(fā)展廢鐵、添加廢鐵供應(yīng)才能是緩解對鐵礦石依賴的重要途徑。
磁選:是利用固體廢物中各種物質(zhì)的磁性差異,在不均勻磁聲中進(jìn)行分選的一種處理方法。磁選是分選鐵基金屬有效的方法。將固體廢物輸入磁選機(jī)后,磁性顆粒在不均勻磁聲作用下被磁化,從而受到磁場吸引力的作用,使磁性顆粒吸進(jìn)圓筒上,并隨圓筒進(jìn)入排料端排出;非磁性顆粒由于所受的磁場作用力很小,仍留在廢物中。磁選所采用的磁場源一般為電磁體或永磁體兩種。