鐵是一種光亮的銀白色金屬。密度7.86克/厘米3。熔點1535℃,沸點2750℃。常見化合價+2和+3,有好的延展性和導(dǎo)熱性。也能導(dǎo)電。純鐵既能磁化,又可去磁,且均很迅速。電離能為7.870電子伏特?;瘜W(xué)性質(zhì)比較活潑,是一種良好的還原劑。若有雜質(zhì),在潮濕的空氣中易銹蝕;在有酸氣或鹵素蒸氣存在的濕空氣中生銹更快。易溶于稀酸。在濃硝酸中能被鈍化。加熱時均能同鹵素、硫、硅、碳、磷等化合。除生成+2和+3價氧化物外,還有復(fù)合氧化物Fe3O4(是磁性氧化物)生成。鐵是工業(yè)部門不可缺少的一種金屬。鐵與少量的碳制成合金——鋼,磁化之后不易去磁,是優(yōu)良的硬磁材料,同時也是重要的工業(yè)材料。
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或有機配位體形成穩(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。
如在亞鐵氰化鉀K4[Fe(CN)6]·3H2O(俗名:黃血鹽)和鐵氰化鉀K3[Fe(CN)6](俗名:赤血鹽)中。鐵與環(huán)戊二烯的化合物二茂鐵,是一種具有夾心結(jié)構(gòu)的金屬有機化合物。
鐵的電子構(gòu)型為(Ar)3d64s2,氧化態(tài)有0、+2、+3、+4、+5、+6。鐵的化學(xué)性質(zhì)活潑,為強還原劑,在室溫條件下可緩慢地從水中置換出氫,在500℃以上反應(yīng)速率增高: 3Fe+4H2O(g)===Fe3O4+4H2↑
廢鐵中往往含有各種油污、鐵銹、泥漬等附著物,在廢鐵回收時,要用相應(yīng)的化學(xué)清洗劑和表面活性劑進行清洗后,進行篩選回收。如果廢鐵中粘有較大量的油漬和工業(yè)潤滑脂,還要通過預(yù)熱去除殘留余污。
在廢鐵回收中,經(jīng)常會收到各種形狀不規(guī)則的鐵制品,不僅占用空間,影響運輸,還不方便機器的運行。這個時候要相應(yīng)地對廢鐵進行剪切處理,特別是對一些比較松散的管材或者一些零碎鐵器,要進行壓塊后再回收。
廢鐵作為載能資源,運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。
回收的廢鐵應(yīng)注意的事項 廢鐵回收經(jīng)常粘有油和潤滑脂之類的污染物,不能立刻蒸發(fā)的潤滑脂和油會對熔融的金屬造成污染。 露天存放的廢鐵受潮后,由于夾雜的水分和其他潤滑脂和油會對熔融的金屬造成污染。 露天存放的廢鐵回收受潮后,由于夾雜的水分和其他潤滑脂等易汽化物料,會因炸裂作用而迅速在爐內(nèi)膨脹,也不宜加入煉鋼爐。 為此,許多鋼廠采用預(yù)熱廢鐵的方法,使用火焰直接烘烤廢鐵鐵,燒去水分和油脂,再投入鋼爐。