Железо, его Соединения и Сплавы

Volodymyr · **Posted:** 21 Apr 2016 19:12

Поместил окатыш (железная руда) в соляную кислоту (концентрированную). Результат сильно озадачил. Получился настоящий ребус.

За сутки окатыш не растворился и визуально не изменился. Раствор стал желтым. Вроде бы логично: по цвету это хлорид железа (III). Но:

1. Когда добавил несколько капель раствора в стакан с раствором роданида калия, красная окраска появилась, но была слишком слабой.

2. С красной кровяной солью нет реакции (в случае присутствия железа (II) должен был выпасть синий осадок турнбулевой сини).

3. Когда добавил немного раствора в избыток раствора гидроксида калия, объемистый коричневый осадок гидроксида железа (III) не выпал. Образовался светлый хлопьеобразный осадок слегка буроватого оттенка. Осадка было мало.

4. Этот осадок растворился при добавлении избытка соляной кислоты. Раствор - желтый.

5. Для сравнения взял раствор хлорида железа (III) примерно такой же интенсивности окраски, как и раствор после обработки окатыша соляной кислотой. Он давал почти черный раствор с роданидом и объемистый бурый осадок с едким кали.

Zaec · **Posted:** 21 Apr 2016 19:32

Проверьте pH после растворения, если он ушел в щелочную сторону то это окатыш с флюсом (Ca/MgCO3), возможно поэтому там так мало железа в растворе — солянка израсходована на кальций.
А цвет не только от железа, там присутствует продукт осмоления восстановительных газов.

Металлургический словарь wrote:

ОКАТЫШИ

[pellets] — рудный материал, получ. из мелкой (пылевидной) руды или из тонкоизмельч. концентратов в виде шарообразных гранул диам. от 2—3 до 30 мм (обычно 10—15 мм). Железорудные о. применяются гл. образом в доменной плавке. В отличие от агломерата о. способны переносить транспортир, с перегрузками и длит, хранение без заметного разруш. или образов, мелочи. По соотношению содержания осн. и кислых пород (основности) о. разделяют на офлюсов. (частично или полностью) и неофлюсов, (окисленные). Произ-во окисл. окатышей включает окомкование шихты (получение сырых окатышей) в барабанных, тарельчатых или ча-шевых окомкователях и упрочнение их обжигом или безобжиг. методами (см. Обжиг окатышей, безобжиговые окатыши). В завис-ти от использ. добавок различают железорудные, железомарганцевые, железоникелевые, рудо-угольные, доломитизиров., магнезиальные и др. окатыши. Железорудные о., в к-рых часть оксидов железа (до 95 %) восстановлена до металла, наз. металлизов. (использ. гл. образом в электросталеплав. печах для получения кач-венной стали). Металлизов. о. получают восстановлением оксидиров. о. в спец. агрегатах с применением тв. или газообраз, восстановителя или восстановит, обжигом непосредст. на обжиговых машинах:

безобжиговые окатыши [unburned pellets] — окатыши, упрочн. без использ. высокотемп-рного обжига. Для упрочнения б. о. применяются связки (портландцемент, клей, силикат натрия, органич. связки), химико-каталитич. методы упрочнения (карбонизация извести при 100-105 °С, затвердевание MgCl2 и т.п.), гидротепловая обработка (2—5-ч авто-клавирование при 180-220 °С и давлении 1-1,5 МПа) и др. В широких промыш. масштабах б. о. пока не производятся;

сырые окатыши [gren pellets] — шарооб-раз. гранулы разных диам., предназнач. для упрочнения обжигом. С. о. получают из шихты (осн. компонент — тонкоизмельч. концентрат, 74-90 % частиц к-рого имеют размеры < 74 мкм с уд. поверхностью не менее 13— 15 W/r). В кач-ве связ. добавки использ. вода; в кач-ве комкующих добавок — 0,5—1 % бентонит, глин, иногда — органич. связующие (поливиниловый спирт, карбоксиметилцел-люлозу и т.п.), известковое молоко, соду, крахмал и пр. Для получения офлюсов. с. о. в шихту вводят флюс и дополнит, упрочн. добавки — оливин, свароч. шлак, кимберлит, иногда уголь или кокс, мелочь. С. о. должны иметь прочн. ? 20 Н/окатыш, обеспечив, их сохранность при транспортир, и укладке на машину;

фосфоритные окатыши [phosphorite pellets] — окусков. материал из пылевидных фосфоритов в виде шарообразных гранул (о.), из-готовл. методом окомкования шихты и подверг, упрочнению (как правило — обжигу). Ф. о. предназн. для произ-ва фосфора и ферро-фосфора в электрич. печах. В кач-ве добавок при произ-ве ф. о. могут использ. хромитовые и марганцовистые руды, а тж. флюсы (кварцит или глинозем).

Volodymyr · **Posted:** 21 Apr 2016 20:52

Раствор сильнокислый - это ощутимо по запаху соляной кислоты.

Белый осадок - скорее всего гидроксид магния, возможно также гидроксид алюминия (последний растворяется в щелочи, но соляная кислота могла уменьшить избыток щелочи). Бурый оттенок осадка - небольшие количества гидроксида железа.

Желтый цвет раствора - возможно, действительно за счет органики.

Volodymyr · **Posted:** 23 Apr 2016 12:19

Железная руда и неодимовый магнит / Iron ore and neodymium magnet
http://chemistry-chemists.com/N4_2016/C ... -P1-7.html

Attachment:

Iron_ore_and_neodymium_magnet-13[1].jpg [ 227.03 KiB | Viewed 18257 times ]

Volodymyr · **Posted:** 24 Apr 2016 18:18

Окатыш и соляная кислота
Iron ore pellet and hydrochloric acid

http://chemistry-chemists.com/N4_2016/C ... -P4-1.html

Attachment:

Iron_ore_pellet_and_hydrochloric_acid-28[1].jpg [ 142.93 KiB | Viewed 18234 times ]

Termoyad · **Joined:** 21 Nov 2009 10:01 **Posts:** 523

Давно уже восстанавливал окатыши водородом ( при 900-1100 ). Получалась серая спекшаяся масса, абсолютно непластичная, легко крошилась молотком. С кислотами реагировала неохотно с выделением водорода и желтым окрашиванием раствора. Через 2-3 дня в кислоте куски рассыпались в порошок и дальше не реагировали. Значит железа там мало было. В основном флюсы.
Видимо, этих окатышей несколько сортов; те что почти полностью из флюса используются как шлакообразователь при переплавке лома и стружки.

Volodymyr · **Posted:** 13 Jun 2016 18:27

Как вы думаете, что это?

Attachment:

IMG_2815.JPG [ 184.89 KiB | Viewed 18102 times ]

radical · **Joined:** 15 Oct 2011 22:39 **Posts:** 6688

~~шоколадка~~ осколок гранаты или чего-нибудь подобного?

Volodymyr · **Posted:** 13 Jun 2016 18:58

Осколок гранаты Ф-1. - Смертоносное железо.
Осколок нетипично большой (большинство осколков гранаты Ф-1 размером от спичечной головки до ногтя, причем корпус часто разрывает совсем не по "канавкам").

Attachment:

IMG_2817.JPG [ 172.12 KiB | Viewed 18094 times ]

Attachment:

IMG_2820.JPG [ 166.31 KiB | Viewed 18094 times ]

Attachment:

IMG_2822.JPG [ 162.82 KiB | Viewed 18094 times ]

Осколков гранаты РГД насмотрелся, но осколок Ф-1 видел только два раза. Первый раз искали на полигоне учебные мины, а нашли ржавый осколок.
Тот, что на фотографии, дал мне командир на Донбассе, предупредив, что, скорее всего, другой раз я такое не увижу. Спрятал подальше - чтобы не потерять. Потом не смог найти и был уверен, что потерял.
Нашел только сегодня - через десять месяцев, когда полез в футляр с инструментами. Очень обрадовался.

Termoyad · **Joined:** 21 Nov 2009 10:01 **Posts:** 523

Он вроде чугуниевый должен быть.

Volodymyr · **Posted:** 13 Jun 2016 20:33

Termoyad wrote:

Он вроде чугуниевый должен быть.

Это тот нетипичный для практики случай, когда хрупкость желательна.

radical · **Joined:** 15 Oct 2011 22:39 **Posts:** 6688

Вроде в такие штуки раньше специально добавляли сурьму, чтобы получить более хрупкий сплав.

Volodymyr · **Posted:** 15 Dec 2016 17:06

Железная руда, соляная кислота и азотная кислота
Iron ore, hydrochloric acid and nitric acid

http://chemistry-chemists.com/N1_2017/C ... -P4-1.html

Attachment:

Iron_ore_hydrochloric_acid_and_nitric_acid-14[1].jpg [ 108.47 KiB | Viewed 17908 times ]

Video

ВолодимирЗСУ · **Posted:** 27 Aug 2017 13:19

Окатыши - агломерированная железная руда:

Attachment:

WP_20170827_007.jpg [ 1.14 MiB | Viewed 17330 times ]

Attachment:

WP_20170827_010.jpg [ 1.37 MiB | Viewed 17329 times ]

Когда надо - не найдешь, а тут возле Мироновки ее полно валяется вокруг ж.д. путей, но набирать не с руки: и так много вещей.

radical · **Joined:** 15 Oct 2011 22:39 **Posts:** 6688

Давным-давно иногда ходил пешком через местный меткомбинат, срезая угол. Охрана завода тогда смотрела сквозь пальцы и пропуск не требовала, да и были вахтеры только на центральных проходных. Так по территории завода следовало ходить очень осторожно, везде рассыпаны эти окатыши, если небольшой спуск и нога на них поедет, то только пятки мелькнут

airat2008 · **Joined:** 29 Oct 2016 21:41 **Posts:** 236

Интересное явление заметил сегодня. Было интересно проверить анодное растворение и окисление железа до 3х валентного. В общем электролит серная кислота концентрации 20%, электроды - гвозди. Было подано напряжение 3,3 В. На катоде водород выделяет как положено, а на анод стал просто темнеть, воронеть, позже совсем черный стал. Вздумал интенсифировать процесс и подключил на напряжение 5 В. Начали отлетать черные ошметки, стали довольно интенсивно выделяться пузырьки газа (кислород). Ошметки черные как ворсинки шерсти по по виду. Сдалось мне что это магнетит (смешанный оксид железа 2-3) образовался, попробовал неодимовым магнитом - притягиваются. Оставил на интенсивном режиме, а раствор между тем становился коричневатым. Мне показалось что есть оттенок зеленоватости. Проверил чем было под рукой - сода кальцинированная. Выпали два осадка - желеный и желто-коричневый. Следовательно образовывается пара соединений 2х и 3х валентного железа. Значит при токе, когда кислород не выделяется идет образование магнетита, если килсорода выделяется много идет образование сульфатов железа 2 и 3. Но способ так себе. В конечном итоге равновесие может и сместится в сторону где 80% будет 3х валентного железа, но примесь 2хвал-го останется, но ее в кислой среде можно доокислить. Я капнул несколько капель в этот раствор стал по цвету чистым чуть светлее мочи из-за малой концентрации. Но кроме этого зеленый осадок я капнул немножко пергидроля - весь осадок как по волшебству сверху вниз быстро стал рыжим. Следовательно сульфат железа 3 лучше получать осаждением гидроксида или карбоната железа 2, доокисливать перекисью водорода, кипятить минут 5-10 для укрупнения осадка. промывать с декантацией и растворять в серной кислоте.

Volodymyr · **Posted:** 22 Oct 2017 08:11

Трехвалентное железо в катодном пространстве может восстанавливаться до двухвалентного.

airat2008 · **Joined:** 29 Oct 2016 21:41 **Posts:** 236

Volodymyr wrote:

Трехвалентное железо в катодном пространстве может восстанавливаться до двухвалентного.

Оно так и есть. Но если бы катод располагался на границе электролит-воздух (т.е. наверху раствора), а на аноде не выделяется кислорода, раствор не взмучивается и полноценный сульфат накапливается вокруг анодного пространства (на глаз видно как цветной раствор темнеет в нижней части сосуда). Это видно на примере анодного растворения меди, при получении сульфата меди 2.Но здесь прикол в том, что на аноде железо окисляется не сразу до Fe3+ а до Fe2+ и Fe3+ сразу. Анод просто напросто чернеет т.к. на нем оседает магнетит FeO*Fe2O3. Быть может это от концентрации самого электролита еще зависит. При меньших концентрациях возможно будет идти сразу растворение без образования магнетита.

antabu · **Posted:** 23 Oct 2017 03:38

Гвозди - не совсем тот материал, с которым можно однозначные умозаключения строить. Кроме углерода, может содержаться марганец и т.д.
Чтобы ограничить катодное восстановление, либо ставят мембрану, либо уменьшают площадь катода, тогда на нём восстанавливается преимущественно водород. Т.е. поверхность анода >> поверхности катода, катод сверху, и напругу поднять.

airat2008 · **Joined:** 29 Oct 2016 21:41 **Posts:** 236

antabu wrote:

Гвозди - не совсем тот материал, с которым можно однозначные умозаключения строить. Кроме углерода, может содержаться марганец и т.д.
Чтобы ограничить катодное восстановление, либо ставят мембрану, либо уменьшают площадь катода, тогда на нём восстанавливается преимущественно водород. Т.е. поверхность анода >> поверхности катода, катод сверху, и напругу поднять.

Все так и есть. Я речь не за это веду. А об образовании магнетита! Или намек на то, что черные хлопья марганец? Такого черного цвета я не видел кроме как у магнетита. Да и магнитные свойства хорошие у этих хлопьев. Да и марганец не выделяляля а растворялся бы или давал в последствии диоксид марганца.

Железо, его Соединения и Сплавы

Who is online