اکسید آهن چیست و چه کاربردهایی دارد؟

اکسید آهن چیست ؟ چه مزایایی دارد ؟  زنگ زدن انواع محصولات فولادی با اهمیت از جمله تیرآهن ساده ، میلگرد ساده ، انواع پروفیل … . موضوعی که در این صفحه با شما صحبت خواهیم کرد، اکسید آهن است. تعریف اکسید آهن، انواع آن، کاربردها و … عمده ترین موضوعاتی است که در این صفحه به آنها پرداخته خواهد شد.یکی از مهمترین و مفیدترین ترکیباتی که امروزه در صنایع مختلف نقش بسزایی دارد، ترکیباتی هستند که به ترکیبات معدنی معروف هستند. با گذشت زمان کاربردهای متفاوتی از این ترکیبات کشف شد که همین امر منجر به استفاده از این مواد در بسیاری از نقاط شد. برای مثال شاید برایتان جالب باشد که بدانید این مواد نقش تعیین کننده ای در تولید لوازم آرایش دارند. برای اطلاعات بیشتر در این زمینه با ما همراه باشید.

اکسید آهن چیست؟

اکسیدهای آهن ترکیباتی از آهن و اکسیژن است و در حدود ۱۶ نوع اکسید آهن و اکسی هیدروکسید یافت می شوند. این محصول در صنایع مختلف از جمله معدنی و مصنوعی کاربردهای فراوانی دارد که هر کدام بر اساس ساختار خود رنگ متفاوتی را تولید می کنند. در گذشته از این محصول در تولید رنگ و پوشش استفاده می شد که با گذشت زمان تعداد زیادی از کارکردهای آن در جوهر چاپ، کاشی سازی و غیره به چشم می خورد. با پیشرفت فناوری اکسید آهن در مقیاس نانو، توانسته است طیف وسیعی از صنایع مختلف از جمله تغییرات شگرف خود را در علم پزشکی پوشش دهد. از آنجایی که این ماده کاملاً طبیعی و غیر سمی است، در تولید اقلام بهداشتی نیز کاربرد دارد.

اکسید آهن چگونه تشکیل می شود؟

اکثر افراد جامعه می دانند که اکسید آهن (زنگ آهن) هنگام تماس آهن با اکسیژن یا آب تشکیل می شود و خود سنگ آهن به شکل اکسید آهن است. اما این تنها راه زنگ زدن آهن نیست، آهن در تماس با مواد دیگر از جمله کلر زنگ می زند. واکنشی که هنگام زنگ زدن آهن رخ می دهد با انتقال الکترون ها از آهن به اکسیژن شروع می شود. در حالی که سایر فلزات می توانند اکسید شوند، اما مانند آهن زنگ نمی زنند. واکنش اکسید آهن باعث می شود تا ماده به دست آمده کاربردهای زیادی داشته باشد که در ادامه نوشتار اکسید آهن چیست با برخی از آنها آشنا خواهید شد.

نحوه تولید اکسید آهن از رسوب ‌دهی سولفات آهن

همانطور که گفتیم اکسید آهن با روش های مختلفی به دست می آید. یکی از راه ها این است که سولفات آهن را با PH کمتر از ۳ در آب حل کنید، هیدروکسید سدیم و هوادهی را اضافه کنید و صبر کنید تا PH به ۷ برسد. هیدروکسید آهن با گذشت زمان رنگ زرد پیدا می کند. سپس محلول را برای خالص سازی فیلتر کرده و هیدروکسید آهن برای خشک شدن به دمای اتاق منتقل می شود. در این محیط محصول خیلی سریع زرد می شود و با افزایش تدریجی دما رنگ محصول به نارنجی، قرمز، قهوه ای و مشکی تغییر می کند که همگی در شرایط مختلف قابل استفاده هستند. در واقع هر رنگ بسته به خواصی که دارد در شرایط مختلفی استفاده می شود.

چگونه آهن از اکسید آهن جدا می شود؟

سومریان و مصریان در حدود ۴۰۰۰ سال قبل از میلاد با آهن آشنا شدند و از آن برای ساختن شمشیر، سر نیزه، سپر یا زیور آلات استفاده کردند. تا سال ۲۰۰۰ قبل از میلاد به دلیل فراوانی کم آهن، قیمت آن از طلا بیشتر و بسیار گرانبها بود. در حدود قرن دهم، ابزارها تغییر و به جای قلع و برنز از آهن استفاده کردند. با گذشت زمان و دانش علمی، کوره های تولید آهن خالص به وجود آمدند و امروزه نیز به صورت حرفه ای تر مورد استفاده قرار می گیرند.

سنگ معدنی که آهن از آن به دست می آید معمولاً به شکل اکسید آهن است که هماتیت و مگنتیت دو نمونه شناخته شده آن هستند که تأثیر زیادی بر زندگی امروزی داشته اند. پس از استخراج، اکسید آهن به یک کوره داغ فرستاده می شود، جایی که معمولاً کربن به آن اضافه می شود تا اکسیژن را از آهن جدا کرده و آن را خالص کرده تا آهن خالص تولید شود.

اکسید آهن، رنگدانه محبوب

برای یافتن پاسخ پرسش اکسید آهن چیست باید بگوییم که در اثر هوازدگی طبیعی، ذخایری از خاک های رنگی تشکیل می شود که در انواع جزایر قرمز و زرد وجود دارد. در زمان های قدیم از لاتریت برای رنگ آمیزی و رنگرزی استفاده می شد و می توان گفت این مواد اولیه ترین کانی های شناخته شده بشر هستند. نقاشی های به جا مانده در غارها حاصل خاک های رنگی (به دلیل اکسیدهای آهن) است. با گذشت زمان از این ماده در تزئین و لعاب کاری سرامیک و گلدان استفاده می شد.

در ساختار سنگ آهن، اکسید آهن به صورت نمک وجود دارد و حالت های عددی اکسیداسیون متفاوتی دارد. به همین دلیل از این ماده برای تولید رنگ های متنوع استفاده می شود. موقعیت اتم ها در این کانی، رنگ های متنوعی را ایجاد می کند. در آزمایشگاه های علمی، این ماده ارزشمند به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد و یکی از کاربردهای آن مربوط به رنگ هایی است که به عنوان رنگدانه های محبوب صنعت شناخته می شوند. همچنین این محصول در صنایع مختلفی از جمله تولید سیمان و بتن، آرایشی و بهداشتی و … کاربرد دارد.اکسیدهای آهن در رنگ های مختلفی مانند سبز، آبی، اخرایی، زرد و مشکی وجود دارد که در این مقاله اکسید آهن چیست به توضیح سه نمونه از این محصولات می پردازیم.

اکسید آهن سبز

در این مثال از محصول، شکل اکسید شده اتم آهن، شماره دو است. همچنین اسیدیته محلول را در حدود ۶ تنظیم می کند. این اکسید سبز باید در جای خشک و خنک نگهداری شود زیرا رطوبت محیط را جذب می کند. این پودر سبز در صنایع کامپوزیت، لاستیک و پلاستیک، آرایشی و بهداشتی و پوشش های صنعتی کاربرد دارد.

اکسید آهن اخرا

این به شکل پودر قهوه جامد قرمز تیره است. ترکیب اکسید آهن کاربردهای زیادی دارد که یکی از آنها تصفیه فلزات از سنگ معدن است. محلول های حاوی این نمک معدنی میزان اسیدیته را بین ۴ تا ۸ تنظیم می کنند.

اکسید آهن زرد

این ماده جامد به رنگ سبز مایل به زرد بسیار کم رنگ وجود دارد که در آن اتم های آهن دارای عدد اکسیداسیون ۳ هستند. این ماده به صورت دانه ای با pH بین ۳ تا ۷ به فروش می رسد. مهمترین کاربرد این ماده در تولید لوازم آرایشی است.

اکسید آهن چه کاربردی دارد؟

در طول قرن ها، این ماده در کاربردهای مختلفی مانند لعاب سرامیک و کاشی، شیشه، کاغذ، پلاستیک و لاستیک و منسوجات مورد استفاده قرار گرفته و هنوزهم استفاده می شود. امروزه اکسید آهن به بخشی از زندگی روزمره ما تبدیل شده است. این ماده علاوه بر مصارف گذشته، در صنایع مختلفی مورد استفاده قرار می گیرد.

در ادامه اکسید آهن چیست به مهمترین کاربرد اکسید آهن در این صنایع می پردازیم که عبارتند از:

• تولید رنگدانه های معدنی
• تولید هموگلوبین
• صنعت بتن و ساختمان
• صنعت آرایشی و بهداشتی
• صنایع پلاستیک و رنگ
• صنعت آهن
• لوازم‌تحریر
• مخازن ذخیره سازی صنعتی
• تصفیه خانه ها
• کارخانه های شیمیایی
• دکل‌های حفاری
• کوره های ریخته گری

کاربرد نانو ذرات اکسید آهن در میکروب ‌شناسی

امروزه نانوساختارها به طور گسترده در علوم مختلف مورد استفاده و تجاری سازی قرار گرفته اند. به عنوان مثال، نانوذرات نقره با خواص ضد میکروبی در محصولات تجاری مختلف استفاده شده است. خوشبختانه پیشرفت علم و فناوری منجر به کشف مواد زیادی شده است که دارای خواص دارویی بوده و در درمان بیماری ها بسیار موثر است. در سال‌های اخیر، نانوذرات اکسید آهن برای تثبیت سلول‌های میکروبی مورد استفاده قرار گرفته‌اند که با موفقیت همراه بوده است.

این ماده برای تسریع رساندن دارو به محل عفونت استفاده می شود که بسیار مهم است.علاوه بر این، نانوذرات در غلظت‌های کم برای تامین یون‌های آهن مورد نیاز میکروارگانیسم‌ها استفاده می‌شوند. به گفته پزشکان و متخصصان، غلظت بالای این ماده می تواند رشد سلولی را کاهش دهد. از طرفی این مواد توسط نیروهای الکترواستاتیکی به دیواره سلولی میکروبی می چسبند و خود را به عوامل چسبنده می چسبانند که تاثیر مثبتی در کاهش بیماری زایی دارند. این ماده کاربردهای دیگری در علم پزشکی دارد که همه اینها به لطف علم نانو است.

کاربرد اکسید آهن در ریخته گری

در ادامه اکسید آهن چیست باید بگوییم در ابتدا از افزودن اکسید آهن قرمز برای جلوگیری از رگه ای شدن تراشه های آهن استفاده می شد، اما با گذشت زمان کیفیت محصول اثر معکوس داشته است. به تدریج و با تجربه بیشتر افزودن ۳۰ درصد اکسید آهن سیاه نیز از ایجاد رگه در محصول جلوگیری کرده و کیفیت آن را در حد قابل قبولی نگه می دارد.

ریخته گری ها از این اکسید به دلایل مختلفی از جمله جلوگیری از رگه شدن، جلوگیری از عیوب پوست ‌سوسماری و مقاومت در برابر نفوذ مذاب استفاده می کنند. در ریخته‌گری، این اکسید با الکید اورتان، روغن ماهیچه، شل، فوران و فنلیک اورتان استفاده می‌شود. افزودن این اکسید از سوختگی نیز جلوگیری می کند.

کاربرد اکسید آهن در ساخت نوار مغناطیسی

امروزه استفاده از کارت های اعتباری آنقدر رایج شده است که افراد کمی پول نقد با خود حمل می کنند. آیا به اصل کار و تکنولوژی کارت مغناطیسی دقت کرده اید؟ در این کارت ها، نوارهای مغناطیسی دارای انرژی به ویژه بر روی آهنرباهای الکتریکی هستند که بر محیط ضبط اثر می گذارد. از این نوارها برای فیلمبرداری، ضبط اطلاعات و ضبط خودکار استفاده می شود. متداول ترین ماده ای که برای ساخت این نوارها استفاده می شود، اکسید آهن ۳ است. البته بیشتر ذخیره سازی با این ماده به یکباره انجام می شود، اما شناخت آلیاژهای کبالت باعث شده تا جایگزین این اکسید شوند.

کاربرد اکسید آهن در کوره های ذوب

پلت های اکسید آهن به عنوان ماده اولیه ذوب کوره شافت به دلیل اندازه یکنواخت، استحکام بالا و نفوذپذیری غالی به طور گسترده در این زمینه استفاده می شود. اما ترک خوردگی و تکه تکه شدن پلت ها می تواند مشکلاتی را در این زمینه ایجاد کند. مقاومت پلت ها اکنون با اصلاح ساختار داخلی افزایش یافته است.

کاربرد اکسید آهن زیست محیطی

اکسیدهای آهن در فلزات آبی از جاذب های شناخته شده ای هستند. آلاینده های فلزات سنگین خارج شده از فاضلاب معادن اسیدی و تصفیه خانه های فاضلاب به ویژه فلزات سنگین در محیط آبی، مشتقات اصلی آبراهه های تصفیه خانه های فاضلاب را تشکیل می دهند. استفاده از اکسیدها و اکسی هیدروکسیدهای تلقیح شده با سولفید روی و در محیط های سولفیدیک – آنوکسیک، بعد تحقیقات جدیدی در حوزه اکسید آهن چیست را شکل داده است.

مزایای اکسید آهن

اکسید آهن ماده ای نسبتاً ارزان است و مقاومت بالایی در برابر تغییر رنگ در نور خورشید دارد. آنها همچنین در شرایط محیطی عادی بسیار پایدار هستند. البته رنگدانه های طبیعی ماندگاری و قوام کمتری نسبت به رنگدانه های مصنوعی دارند. بنابراین از آنها به عنوان رنگ های پشتیبان و زیرلایه استفاده می شود.

همچنین یک اکسید آهن نیز هماتیت به نام میکاسی وجود دارد که خواص بی نظیری به رنگ ها و پوشش ها می دهد. در این اکسید ذراتی به صورت فلس روی سطح قرار می گیرند که از رطوبت و گازها محافظت می کند. این پوشش از خوردگی رنگ، زنگ زدگی فلز، تاول زدن، ترک خوردن و پوسته پوسته شدن جلوگیری می کند.

یکی دیگر از خواص رنگدانه های اکسید آهن این است که به دلیل اندازه کوچک که ده برابر کوچکتر از ذرات سیمان هستند به خوبی در شبکه های سیمانی ادغام می شوند. همچنین به همین دلیل است که سطوح بتنی و سیمانی پوشش داده شده با این پوشش ها یکنواخت هستند.

رنگدانه های شیمیایی نیز در برابر مواد قلیایی بسیار مقاوم هستند. همچنین درخشندگی بیشتری به سطح می دهند. البته باید توجه داشت که در اجرای سطوح بتنی و سیمانی از دوزهای استاندارد بیشتر نشود. در غیر این صورت می توانند به سازه بتنی نفوذ کرده و بر عملکرد آن تأثیر بگذارند.

یکی از مزایای رنگدانه های اکسید آهن این است که به راحتی می توان آنها را با یکدیگر ترکیب کرد و رنگ های جدیدی به دست آورد. اکسیدهای آهن غیر سمی هستند، به همین دلیل است که در صنعت، حتی در صنایع غذایی بسیار محبوب هستند.

انرژی های نهفته در طبیعت به مرور زمان و با پیشرفت علم به تدریج آشکار می شوند. صنعت با شناسایی مواد معدنی مختلف، آنها را تا حد زیادی بهبود بخشیده است. ترکیبات معدنی نیز اثرات ویژه ای در صنعت دارند و اکسید آهن یکی از موثرترین آنها در صنایع مختلف مانند لاستیک ‌سازی، تولید لوازم بهداشتی، نوار مغناطیسی، رنگ ‌سازی، داروسازی، تولید بتن و سیمان و ریخته‌گری است. البته روز به روز بر تعداد کاربردهای آن افزوده می شود. در این مقاله سعی کردیم به پرسش اکسید آهن چیست پاسخ دهیم امیدواریم برای شما همراهان عزیز مفید بوده باشد.

لینکدین آهنات را دنبال کنید.