铁粉应用及生产
2021/09/02
铁粉
iron powder 尺寸小于1mm的铁的颗粒集合体。颜色：黑色。是粉末冶金的主要原料。按粒度，习惯上分为粗粉、中等粉、细粉、微细粉和超细粉五个等级。粒度为150～500μm范围内的颗粒组成的铁粉为粗粉，粒度在44～150μm为中等粉，10～44μm的为细粉，0.5～10μm的为极细粉，小于0.5μm的为超细粉。一般将能通过325目标准筛即粒度小于44μm的粉末称为亚筛粉，若要进行更高精度的筛分则只能用气流分级设备，但对于一些易氧化的铁粉则只能用JZDF氮气保护分级机来做。铁粉主要包括还原铁粉和雾化铁粉，它们由于不同的生产方式而得名。
基本信息
天然矿石（铁矿石）经过破碎、磨碎、选矿等加工处理成矿粉叫精矿粉。
精矿粉按照选矿方法的不同分为多种精矿粉，如磁选、浮选、重选等精矿粉。
钢铁厂炼铁用矿石原料。
化学式仍然为Fe
纯的金属铁是银白色的，铁粉是黑色的，这是个光学问题，因为铁粉的比表面积小，没有固定的几何形状，而铁块的晶体结构呈几何形状，因而铁块吸收一部分可见光，将另一部分可见光镜面反射了出来，显出白色；铁粉没吸收完的光却被漫反射，能够进入人眼的可见光少，所以是黑色的
应用
粉末冶金工业中一种最重要的金属粉末。铁粉在粉末冶金生产中用量最大，其耗用量约占金属粉末总消耗量的85%左右。铁粉的主要市场是制造机械零件，其所需铁粉量约占铁粉总产量的80%。
生产
自20世纪30年代初铁粉开始用于粉末冶金工业以来，曾涌现许多铁粉生产方法。由于技术和经济上的各种理由，其中不少方法从未超出实验或中试阶段，例如用热氢还
还原铁粉
原氯化亚铁的化学冶金法；另一些方法，诸如涡旋机械粉碎法（Hametag Process）、水溶液电解法、流化床氢还原法、旋转盘雾化液态钢法（D．P．G．Process）、空气雾化液态生铁法（R．Z．Process）及转化天然气和固体碳的联合还原法等，经历了相对短时间的工业应用，而后因出现其他更有竞争性的方法而不再用于铁粉的工业生产。至于用羰基法生产的铁粉（见羰基制粉法），因其颗粒微细，加以价格昂贵，不适用于烧结机械零件和电焊条；但其纯度高、颗粒结构特殊，显示出优异性能。
现今主宰铁粉市场的铁粉生产工艺是：属于铁氧化物还原工艺的赫格纳斯法和派隆法、低碳钢液的水雾化法、属于高纯生铁喷丸的球磨和脱碳工艺的QMP法和r)omfel%26bull；法。其中赫格纳斯法和水雾化法的铁粉生产量具有压倒优势。
赫格纳斯法（Hoganas Process) 是瑞典Hoganas公司开发的固体碳一氢二步还原工艺。先将铁精矿粉（总铁%26ge;71.5%，SiO2%26lt;0.5%）与低硫焦炭屑-石灰石粉（用以脱硫）混合还原剂间层式装填在SiC质还原容器内，通过隧道窑加热至约1200℃，使矿粉还原成海绵铁。海绵铁经破碎成小于0.175mm(-80目）或小于0.14mm(-100目）后，铺加于钢带式还原炉内，在800～900℃下以分解氨进行还原退火。退火后的烧结粉块加以锤破，即可得到优质海绵铁粉。
派隆法（Pyron Process) 将低碳沸腾钢的轧钢铁鳞破碎至小于0.147mm后，置于多炉床焙烧炉内在980℃下氧化成Fe2O3。然后将Fe2O3粉喂送至带式炉内，在温度不超过1050℃下通以氢气使之还原成铁粉。
低碳钢液水雾化法 低碳废钢通过熔化造渣除去或减少磷、硅和其他杂质元素后，通过漏嘴流入雾化器中，同时喷入高压（约8．3MPa）水流击碎金属流而成液滴，液滴落入底下的水槽冷却而凝固成粉。粉末经磁选、脱水和干燥后，送入带式炉，在800～1000℃下以分解氨气予以还原退火处理，即得纯度高的水雾化铁粉。
QMP法 为加拿大Quebec Metal Powder公司所开发。将高纯的熔融生铁水（含碳量约为3.3%～3.8%）注入漏包，从漏嘴流下的铁水被水平喷射的高压水流击碎成粒（约3．2mm）后，落入一吸入空气的水冷容器中，使之部分氧化。经干燥的铁粒用球磨法加以粉碎，然后将过筛至小于0.147mm的粉末送入有分解氨气保护的带式炉内，在800～1040℃下利用自身所含的氧进行脱碳退火，再用分解氨气体另行还原退火，即可得粉末冶金用铁粉。
粉碎
气流粉碎法：利用JZDB氮气保护粉碎机进行氮气环境下的超微粉碎，防止氧化。使用气流粉碎的目的是能使高硬度的铁粉粉碎至微米级别，使用氮保系统来进行粉碎则是为了防止氧化和爆炸。
分级
一般可使用旋振筛进行粗级筛分，但要进行高精度分级则只能使用气流分级机，对于易氧化易爆炸的铁粉分级则只能使用JZDF氮气保护分级机来进行高精分级。
铁粉打散
对于雾化法或还原法生产的铁粉，若产生假团聚则需进行打散，由于很多铁粉对打散环境要求很高，需要闭路情况进行打散或者氮气条件下打散，故一般用JZC分级式冲击磨加氮气系统进行打散作业。目前国内巨子打散设备经验较丰富，由于氮气系统比较复杂，故氮气系统的打散作业对设备要求很高。
铁粉系列
聚合硫酸铁
聚合硫酸铁形态性状是淡黄色无定型粉状固体，极易溶于水，10%（重量）的水溶液为红棕色透明溶液，吸湿性。聚合硫酸铁广泛应用于饮用水、工业用水、各种工业废水、城市污水、污泥脱水等的净化处理。
应用特点
聚合硫酸铁与其他无机絮凝剂相比具有以下特点：[1]
1. 新型、优质、高效铁盐类无机高分子絮凝剂；
2. 混凝性能优良，矾花密实，沉降速度快；
3. 净水效果优良，水质好，不含铝、氯及重金属离子等有害物质，亦无铁离子的水相转移，无毒，无害，安全可靠；
4. 除浊、脱色、脱油、脱水、除菌、除臭、除藻、去除水中COD、BOD及重金属离子等功效显著；
5. 适应水体PH值范围宽为4-11，最佳PH值范围为6-9，净化后原水的PH值与总碱度变化幅度小，对处理设备腐蚀性小；
6. 对微污染、含藻类、低温低浊原水净化处理效果显著，对高浊度原水净化效果尤佳；
7. 投药量少，成本低廉，处理费用可节省20%-50%。
合成方法
聚合硫酸铝液体，将稀硫酸浓度约3%加入到硫酸亚铁中，再加入亚硝酸钠与磷酸亚铁之比约3：100，通入空气或者氧气进行氧化，经水解，聚合反应制得聚合硫酸铁。
聚合硫酸铁固体产品的制造方法：
利用液体亚铁为原料，制胜空气作氧化剂，经过低温脱水、粉碎、高温氧化、欣欣然冷却、调聚、固化、陈化、粉碎到成品完成。
操作处置与储存
操作注意事项：密闭操作，局部排风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩，戴化学安全防护眼镜，穿橡胶耐酸碱服，戴橡胶耐酸碱手套。远离易燃、可燃物。避免产生粉尘。避免与碱类、醇类接触。尤其要注意避免与水接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。
储存注意事项：储存于阴凉、干燥、通风良好的库房。远离火种、热源。相对湿度保持在75%以下。包装必须密封，切勿受潮。应与易（可）燃物、碱类、醇类等分开存放，切忌混储。不宜久存，以免变质。储区应备有合适的材料收容泄漏物。
铁粉
【考证】出自《本草纲目拾遗》。
⒈《开宝本草》：造作（铁）粉，飞炼有法，文多不载，人多
《本草拾遗》
取杂铣作屑飞之，令体重，真钢则不尔。
⒉《东医宝鉴》：以铁华粉作火飞者为铁粉。【来源】为钢铁飞炼的粉末；或系生铁打碎成粉，用水漂出的细粉。
【化学成分】由钢铁飞炼而成者，主要含四氧化三铁；由生铁打碎而成者，主要含金属铁，及少量的C、P、Si等杂质。
【炮制】《本草求真》：（铁粉）煅赤，醋沃七次用。
【性味】①《开宝本草》：味咸，平，无毒。②《本草求真》：气辛，性平。
【归经】《本草求真》：入肝。
【功用主治-铁粉的功效】平肝，镇心。
治惊痫，发狂，脚气冲心，疔疮。
《开宝本草》：安心神，坚骨髓，润肌肤。
【用法与用量】内服：煎汤，0.5～1两；或入散剂。
外用：调敷。
【宜忌】①《医学入门》：畏磁石、石炭。②《本草求真》：畏皂荚。
【选方】①治惊痫发热：铁粉，水调少许服之。（《圣惠方》） ②治小儿身体壮热，急惊搐搦，涎潮壅塞，闷乱不醒：朱砂一钱（别研），铁粉二钱（别研），腻粉半钱（别研）。上药同研令匀。半岁儿每服一字，一岁儿服半钱，煎薄荷汤调下，不拘时候。（《杨氏家藏方》朱砂铁粉散) ③治伤寒阳毒，狂言妄语乱走，毒气在脏：铁粉二两，龙胆草一两（为末）。磨刀水调服一钱，小儿五分。（《全幼心鉴》） ④治头痛鼻塞，头目不利：铁粉一两，龙脑半分。上药细研令匀。每于食后。以新汲水调下半钱。（《圣惠方》） ⑤治疔疮：铁粉一两，蔓青根三两。捣如泥封之，日二换。（《集玄方》） ⑥治风热脱肛：铁粉研，同白蔹末敷上，按入。（《仁斋直指方》）
【名家论述】①《本事方》：铁粉，非但化涎镇心，至如摧抑肝邪特异，若多恚怒，肝邪太盛，铁粉能制伏之。②《本草求真》：铁粉，所云定惊疗狂，亦止就铁重坠之意起见，岂真救本求源之治哉。暂用则可，久用鲜效，且诸草药切忌。
【作用】在食品包装中放防腐剂，其主要成分是铁粉，铁粉的作用简单来说就是同时吸收水和氧气。一般干燥剂只能够吸水，铁粉颗粒非常细小的时候能迅速吸收水和氧气，这样的铁粉成为还原铁粉，为灰黑色粉末。
参考资料
1．
应用特点 ．化工网[引用日期2012-11-17]
