اکسید آهن و کاربردهای آن

اکسید آهن (Iron oxide) کمپلکس های شیمیایی هستند که به طور طبیعی وجود دارند و شامل آهن و اکسیژن می باشند و شاید جالب باشد که بدانید تاکنون 16 نوع اکسید آهن و اکسی هیدروکسید آهن شناسایی شده است.

اکسید آهن که با نام متداول آن یعنی زنگ آهن بیشتر شناخته می شود یکی از دلایل پوسیدگی بسیاری از وسایل و سازه ها در شرایط آب و هوایی مرطوب است ولی کاربردهای صنعتی مختلفی نیز دارد.

دو جز موجود در اکسیدها یعنی اکسیژن و آهن به طور طبیعی به طور گسترده ای در دنیا وجود دارند و برای انسان حیاتی هستند و برای بیشتر فعالیت های زمین شناسی و بیولوژیکی مورد استفاده قرار می گیرند. علاوه بر این، آنها به عنوان رنگدانه و کاتالیزور در صنایع مختلف استفاده می شوند.

اثر متقابل و تبدیل این اجزا از یک فرم به فرم دیگر اساساً توسط گونه های باکتری کنترل می شود. این مواد به ترتیب حاوی 70 و 72 درصد آهن هستند. علاوه بر این، سنگ معدن آهن نیز تاحدودی حاوی اکسید آهن است.

اکسیدهای آهن رنگدانه های ارزان قیمت و بادوام در رنگ ها، پوشش ها و بتن های رنگی هستند. رنگهایی که معمولاً در دسترس هستند در محدوده زرد، نارنجی، قرمز، قهوه ای، سیاه قرار دارند. این ترکیبات با شماره E172به عنوان رنگ خوراکی در صنایع غذایی استفاده می شوند.

کاربردهای اکسید آهن:
مواد اولیه آهن / فولاد:
آهن فریک منبع اصلی آهن برای کل صنعت فولاد است. فولاد خود آلیاژی است که از آهن، کربن و چندین عنصر دیگر ساخته شده است، اما آهن فلز پایه آن است و بیش از 95٪ ساختار اتمی فولاد را تشکیل می دهد. روند ساخت آهن همچنین از اکسید آهن (III) به عنوان یک فلز پایه استفاده می کند.

با ادامه ساخت و ساز و بازسازی ساختمان ها، انتظار می رود که استفاده از اکسیدهای آهن برای تولید اجزای سازه ای رشد چشمگیری در صنایع داشته باشد.

تولید رنگدانه:
اکسید آهن (III) به دلیل رنگ قرمز چشمگیر، رنگدانه ای ارزشمند برای استفاده در طیف گسترده ای از فرآیندهای تولیدی محسوب می شود. این ترکیب در صنعت به عنوان "رنگدانه 6"، "رنگدانه 7" یا "رنگدانه قرمز 101" شناخته می شود و می تواند به طور طبیعی از هماتیت گرفته شود یا به صورت مصنوعی در آزمایشگاه تولید شود.

برخی از رنگدانه های اکسید آهن برای استفاده در تولید محصولات آرایشی توسط FDA تأیید شده اند. رنگدانه های دیگر در درجه اول در صنعت ساخت و ساز برای پوشش ها، رنگ ها و سایر محصولات صنعتی استفاده می شوند.

رنگدانه های اکسید آهن شفاف نیز به عنوان محصولات لکه دار کردن مانند رنگ کردن چوب برای کف سازی به صورت تجاری به فروش می رسند. رنگدانه های اکسید آهن را می توان به راحتی مخلوط کرد و طیف گسترده ای از رنگ های طبیعی را ایجاد کرد.

ساخت نوار مغناطیسی:
نوار مغناطیسی به یک آهنربای الکتریکی انرژی می دهد تا بر روی محیط ضبط تأثیر بگذارد. در عمل، محیط مغناطیسی به سرعت قطبیت منتقل شده بر روی خود را جذب می کند اما به راحتی آن را از دست نمی دهد.

این نوارها در ضبط ویدئو، ضبط داده ها و به ویژه در ضبط خودکار و همچنین در پشت کارت های اعتباری کاربرد دارند. اکسید آهن (III) متداول ترین ذره مغناطیسی است که برای ساخت نوار ذخیره مغناطیسی استفاده می شود.

این ماده زمانی بیشترین استفاده را برای ذخیره سازی اطلاعات رایانه ای داشت اما اکنون توسط آلیاژهای کبالت و سایر محلول های نازک تر با ظرفیت ذخیره سازی بالاتر جایگزین شده است.

کاربرد در کوره های ذوب:
از پلت های اکسید آهن به عنوان ماده اولیه در ذوب کوره شافت استفاده می شود و به دلیل یکنواختی در اندازه، مقاومت بسیار زیاد و نفوذ پذیری عالی کاربرد گسترده ای در این زمینه دارند. با این وجود، ممکن است در اثر پارگی و تکه تکه شدن پلت ها در این زمینه اختلالاتی ایجاد شود. مقاومت پلت ها در حال حاضر با اصلاح ساختار داخلی بهبود یافته است.

کاربردهای محیطی:
اخرا و اکسیدهای آهن موجود در فلزات آبی به عنوان جاذب به خوبی شناخته شده اند. آلاینده های فلز سنگین به ویژه فلزات سنگین در محیط آبی، تخلیه شده توسط مایع های زهکشی معدن اسید و تصفیه خانه، مشتقات اصلی کانال های آب تصفیه خانه ها را تشکیل می دهند.

گزارش های محدودی در مورد حذف فلزات سنگین با این اکسیدها وجود دارد. با این حال، استفاده از اکسیدها و اکسی هیدروکسیدهای تلقیح شده با سولفید روی در محیط سولفیدیک - آنوکسیک بعد جدیدی از تحقیقات را تشکیل داده است.

اکسید آهن (III) و سایر اکسیدهای آهن برای موفقیت تعداد زیادی از فرآیندهای تولید مدرن بسیار مهم هستند. انتظار می رود تقاضای صنعتی برای اکسیدهای آهن طی سال های آینده به طور چشمگیری افزایش یابد زیرا صنایعی مانند ساخت و ساز همچنان به پیشرفت خود ادامه می دهند و نیاز به این ترکیبات نیز به همین ترتیب افزایش خواهد یافت.