اکثر ما راجع به اکسید آهن مطالب زیادی در دروس شیمی دبیرستان خوانده‌ایم. حالا ممکن است این مطالب فراموشتان شده باشد، در این صورت باید بگوییم که آهن و اکسیژن در اثر یک واکنشی باهم، اکسید آهن را تشکیل می‌دهند که جالب است بدانید تاکنون 16 نوع از این اکسید در جهان شناخته شده است. کاربرد اکسید آهن در صنایع مختلف و فرآیندهای محیطی بسیار زیاد است و امروزه از آن استفاده‌های متنوعی می‌شود. جالب است بدانید که زنگ آهنی که خودمان هم آن را بارها دیده‌ایم، به نوعی از این اکسید به شمار می‌آید. ما در این مقاله در مورد اکسید آهن چیست و چه کاربردی دارد؟ توضیح خواهیم داد. پس برای اطلاعات بیشتر در این زمینه، حتما تا آخر این مطلب همراه ما باشید.
چند نوع اکسید آهن وجود دارد؟
قبل از این که به کاربرد اکسید آهن بپردازیم خالی از لطف نیست که با انواع آن‌ها آشنا شویم. با این که در بالا توضیح دادیم این اکسید 16 نوع مختلف دارد که در جهان شناسایی شده است، اما قصد نداریم در این مقاله به بررسی تخصصی‌ترین مسائل پیشرفته‌ی شیمی بپردازیم و راجع به این 16 نوع صحبت کنیم. بلکه به طور کلی سه نوع بسیار مهم از اکسید آهن وجود دارد که آشنا شدن با آن‌ها می‌تواند برایمان کافی باشد. با شناخت این سه نوع اکسید می‌توانید با موارد مرتبط دیگر با چنین موضوعی به راحتی آشنا شوید. این سه مورد اکسید به شرح ذیل هستند:
اکسید آهن II
اولین نوع ازاین محصول که قرار است در اینجا با آن آشنا شویم، اکسید آهن II است. این نوع اکسید آن کاملا غیر سمی و بی‌ضرر بوده و اکثرا از آن به عنوان انواع رنگ‌دانه‌های صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. از طرفی دیگر، حتی می‌توان در بسیاری از لوازم بهداشتی و یا آرایشی وجود این اکسید را مشاهده کرد. چرا که یکی از اصلی‌ترین مواد اولیه آن‌ها را تشکیل داده و کاملا بی‌ضرر و غیر سمی است. در واقع اکسید آهن II از تجزیه حرارتی اگزالات آهن II به دست می‌آید. در واقع این نوع اکسید را می‌تواند به راحتی به روش‌های مصنوعی به دست آورد. گفته می‌شود 9 درصد از کره زمین مملو از این نوع اکسید آهن است.
اکسید آهن III
یکی دیگر از اکسید‌های آهنی که به صورت طبیعی و به شکل هماتیت معدنی وجود دارد، اکسید آهن III است. این اکسید هم در صنایع بسیار مختلفی کاربردهای متنوعی دارد که می‌توان به صنایع فولاد اشاره کرد. معمولا از این نوع اکسید در تولیدات آهن و صنایعی که مربوط به این آلیاژ مهم است مورد استفاده قرار می‌گیرد. چرا که فولاد از آهن و برخی ترکیبات دیگر تولید می‌شود و آهن هم از اکسید خودش تشکیل می‌شود. در نتیجه می‌توان چنین نتیجه گرفت که حتی صنایع فولادی هم وابسته به چنین اکسید آهنی هستند و این ماده نقش بسیار حیاتی را در چنین تولیداتی دارد. علاوه بر مواردی که ذکر شد، از اکسید III در ساختمان سازی، بتن سازی، رنگ‌دانه‌های معدنی و همچنین وسایل آرایشی و بهداشتی، به وفور استفاده می‌شود.
اکسید آهن II و III
این نوع اکسید، هر دو نوع ویژگی‌های اکسید آهنهایی که در بالا اشاره کردیم را دارد. به همین دلیل به آن اکسید آهن II و III گفته می‌شود. این اکسید معمولا به صورت طبیعی یافت می‌شود، اما در اکثر موارد برای تولید این نوع اکسید، از روش‌های مصنوعی مورد استفاده قرار می‌گیرد. چرا که با استفاده از روش‌های مصنوعی بسیاری از جزئیات مانند ذرات و اشکال مختلف را می‌توان تغییر داد. شکل ظاهری این محصول به صورت پودر بوده و رنگ آن سیاه است. از این نوع اکسید معمولا در صنایع دارویی، به عنوان کاتالیزور در صنایع شیمیایی، در اسکن MRI به عنوان نانو ذرات و همچنین در صنایع فولادی برای برش فولاد مورد استفاده قرار می‌گیرد.
کاربرد این محصول چیست؟
اولین کاربرد این محصول در صنایع تولید آهن و فولاد است، که در بالا به طور خلاصه به آن اشاره کردیم. همان‌طور که می‌دانید فولاد از ترکیباتی نظیر کربن، آهن و عناصر دیگر تشکیل شده است. اما بیشترین درصد فولاد یعنی بیش ز 95 درصد، از آهن تشکیل شده است. از طرفی دیگر، برای تولید آهن معمولا از اکسید آهن نوع III استفاده می‌شود که پایه‌ی کار این فلز است. از این روی، می‌توان گفت که این محصول در صنایع تولید آهن و فولاد نقش بسیار مهمی ایفا می‌کند. اما سایر کاربردهای آن به شرح ذیل است:
تولید انواع رنگ‌دانه‌ها
از آنجایی که اکسید آهن III رنگ قرمز بسیار منحصربه‌فردی دارد، معمولا از آن برای تولید رنگ‌دانه‌ها استفاده می‌شود. معمولا چنین رنگ‌دانه‌ای را در صنایع با نام‌های رنگ‌دانه 6، رنگ‌دانه 7 و یا رنگ‌دانه قرمز 101 می‌شناسند. از آنجایی که استفاده برخی از رنگ‌دانه‌ها در محصولات آرایشی و بهداشتی حساسیت بالایی دارد، لازم به ذکر است که بسیاری از این محصولات تولید شده توسط اکسید آهن، حتی توسط سازمان غذا و داروی آمریکا FDA هم تایید شده است. از این رنگ‌دانه‌ها معمولا برای رنگ کردن چوب و بسیاری از موارد دیگر هم می‌توان استفاده کرد.
استفاده در کوره‌های ذوب
کاربرد این محصول را در کوره‌های ذوب نمی‌توان نادیده گرفت. معمولا از پلت‌های اکسید آن در کوره‌های شافت، به عنوان ماده اولیه مورد استفاده قرار می‌گیرد. اکسید آهن به دلیل مقاومت بسیار بالا، یکنواختی در اندازه و نفوذپذیری بی‌نظیرش، استفاده‌های بسیار زیادی در کوره‌های ذوب دارد.
ساخت کاشی و سرامیک
شاید برایتان جالب باشد اگر بدانید، حتی در زمان‌های گذشته از اکسید آهن، استفاده‌های بسیار زیادی در ساخت کاشی و سرامیک می‌شد. امروزه می‌توان نقش بسیار مهم کاربرد اکسید آهن را در چنین صنایعی، به وضوح مشاهده کرد. علاوه بر آن حتی در تولید لاستیک، کاغذ، پلاستیک، شیشه و بسیاری از موارد دیگر هم از اکسید آهن استفاده می‌شود. اما سایر مزایا و کاربرد اکسید آهن به شرح ذیل است:
- ساخت و تولید نوار مغناطیسی
- ساخت و تولید مخازن صنعتی
- تولید و تهیه رنگ‌دانه‌های معدنی
- استفاده در پالایشگاه‌ها
- استفاده در کوره‌ّهای ریخته‌گری
- صنایع ساختمان‌سازی و بتن‌سازی
- ساخت لوازم‌التحریر
- استفاده در دکل‌های حفاری
- استفاده در تولیدات هموگلوبین
- استفاده در کارخانه‌های تولید محصولات شیمیایی
- استفاده در صنایع رنگ و پلاستیک
کلام آخر
ما در اینجا سعی کردیم شما را با کاربرد اکسید آهن و انواع آن آشنا کنیم. با مطالعه این مطلب خودتان هم متوجه خواهید شد که این ماده باارزش چقدر برای صنایع مختلف مفید و موثر بوده و در تولیدات بسیاری از محصولات نقش کاملا حیاتی دارد.