И.Л. Кнунянц - Химическая энциклопедия, том 2 (1110088), страница 86
Текст из файла (страница 86)
Известно св. 300 минералов, из к-рых слагаются месторождения железных руд. Пром. значение имеют руды с содержанием Ге св. 16'/о. Важнейшие рудные минералы Жд магнетит (магнитный железняк) ГелО (содержит 72,4% Ге), гематит (железный блеск, красный железняк) ГеяО8 (70% Ге), гетнт а-реО(ОН), нли ГеяО, Н,О, лепидокрокит 7- ГеО(ОН) н гидрогетнт (лнмоннт) Ге,Оя хН О (ох. 62% Ге), сидерит ГеСОо (48,2% Ге), ильменнт ГеТ1О (36,8% Ге). Наряду с полезнымн примесями-Мп, Сг, )«(1, Тй Ч, Со — железные руды содержат н вредные примеси — 8, Р и др.
Ж. входит в состав прнр. снлнкатов, значительные скопления к-рых могут иметь иром. значение для произ-ва Ж. нлн его соед. Различают след. оси. типы жш1езных руд. Бурые железняки-руды гндроксндов Ге(!!)) (главный минерал-гетнт); содержат до 66,1'/о Ге (чаще 30-55'/о); имеют осадочное происхождение. Крупнейшие месторождения в СССР, во Франции, в Гвинее. Гематнтовые руды, или красные железняки (главный минерал — гематнт); содержат обычно 50 — 65% Ге. Для них характерно залегание богатых руд поверх мощных толщ бедных (30-40'/о Ге) магнетитовых кварцнтов.
Крупнейшие месторождения в СССР, США, Канаде, Бразилии, Венесуэле. Магнетнтовые руды, или магнитные железняки (главный мннералмагнетит); содержат чаще всего до 45 — 60% Ге. Верх, горизонты магнетнтовых рудных тел обычно частично окнслены до гематита (полумартиты и мартнты).
Крупнейптве месторождения в СССР и Шнецин. Силикатные руды (25-40% Ге) осадочного происхождения, используемые для выплавки чугуна в ГДР, Югославян, ЧССР н ряде др. стран Европы, относятся к группе зеленых слюд-хлорнтов, Главные минералы-шамозит Гео(Ге, А1) [А125220 1(ОН)а н тюрннгит (М8, Ге)8,А11 5(812 5А!, ~О«о)(ОЙ)4. »1!2О-содержат до 42%« Ге, Важнейшие месторождейня в ГДР, Австрии н др. Мировые разведанные запасы железных руд составляют 231,9 млрд.
т, или 93 млрд. т в пересчете на Ж. (1980). По запасам железных руд (балансовым — св. 100 млрд, т) СССР занимает первое место в мире. Нанб. запасы железных руд (в млрд. т), кроме СССР, сосредоточены в Бразилии (34), Канаде (26), Австрии (2!), США (17), Индии (! 3), ЮАР (9), Швеции (4,5) и во Франции (4). Перспективно использование бечных Ж. горных пород н желездМаргакчевык кпнкречий. Мировые запасы последних оцениваются в 3000 млрд. т (1984). В чрезвычайно редких случаях Ж.
встречается в земной коре в составе минерала ноцнта ГеО (аналог к-рого в технике наз. вюстнтом), а также в виде самородного Ж. — метеорного и теллурнческого (земного происхождения). Теллурнч. Ж. образуется в результате восстановления оксидов н сульфндов Ж. углеродом из железистой магмы и прн подземных пожарах угля, контактирующего с пластами руды.
Ж. входит в состав гемоглобина. Свойства. Ж.— блестящий серебристо-белый пластичный металл. Прн обычном давлении существует в четырех крнсталлнч. модификациях, До 917*С существует а-Ге с обьемноцеитрнр. кубнч, решеткой (а = 0,286645 нм, 2 = 2, пространств. группа 1№Зят)1 а-Ге ферромагннтио, но при 769'С (точка Кюри) переходит в нарамагн. состояние без изменения сингонин и др. сн-в, кроме магнитных; А/)е перехола 1,72 кДж/моль, Парамагн, Ж. (()-Ге) устойчиво в интервале 769-9! 7 'С.
В интервале 9! 7 — 1394 'С существует 7-Ге с гранецентрнр. кубнч. решеткой (при 950'С а = 0,3656 нм, 2 = 4, пространств, группа Г№3нт); АНо перехода (1 у 0,9! кДж/моль, Выше 1394'С существует 8-Ге с объ- 270 140 ЖЕЛЕЗО емноцентрир. кубнч. решеткой (при 1425'С о = 0,293 нм, 2 = 2, пространств, группа !т)т); А)Т3 перехода 7-е 8 0,63 кДж/моль. При высоких давлениях существует 8-Ре с гексагои. плотноупакованной решеткой, к-рос также образуется и при нормальном давлении при легироваиии Ж.
рядом элементов. Ниже приводятся данные о физ. ав-вах Ж. с общим содержанием примеаей не более 0,0!%. Т. пл. 1535 'С (АН0 16,6 кДж/моль), т. кип. 2750'С (АН~,„ 354,3 кДж/моль). Плоти. (в г/см'); и-Ре 7,87 (20'С), 7,67 (600'С); 7-Ре 7,59 (1000'С); 8-Ре 7,409; жидкого Ж, 7,024 (1538 'С), 6,962 (!600'С), 6,76 (1800'С); ур-ние температурной зависимости плотности жидкого карбонильного Ж.(см. ниже): с) = 8,618 — 8,83 10 4Т г/смз. Теплоемкость медленно увеличивается с ростом т-ры до 523 К, затем резко возрастает, достигая максимума в точке Кюри, после чего сннжаетая; С" 25,14 Дж/(моль К); 5~94 27,30 Дж/(моль К); ур-ние температурной зависимости давления пара: 1Бр (в мм Рт.
ст.) = — 19710/Т вЂ” 1,27!ОТ+ 13,27 (1808 — 3023 К); температурный коэф. линейного расширения 12 1О е К ' (298 К), ур-ние его температурной зависимости: и = 11,3 10 4 4- -р!7,6 10 '1 — 1,68 10 '12'С ' (0-800'С). Теплопроводность (Вт/(м. К)), 132 (100 К), 80,3 (300 К), 69,4 (400 К), 32,6 (1000 К), 31,8 (1500 К); для армко-Ж. (см. ниже) 74,7 (273 К), 72,8 (298 К), 67,6 (373 К). Для 99,99%-ного Ж, 7 в атмосфере Не 1,72 Н/м (1535'С); динамич.
вязкость в интервале 1535-1700 'С изменяется от 6,8 10 е до 5,6 1О е Па с. Для 99,99%-ного Ж. р 0,0327 мхОм см (4,2 К), 9,71 мкОм см (293 К), температурный коэф. р 6,51 10 3 К ' [273-373 К); т-ра перехода в сверхпроводящее состояние 0,1125 К. Маги. проницаемость 1,45 104 (для монокристалла), маги. индукция насыщения 2,18 Тл; коэрцнтивная сила 5-6 А/м (для карбонильного Ж.). Дпя особо чистого Ж. (< 1О '% С + )ь), 10 '% О, < 1О 5% Б) о „50 МПа, предел текучести 20 МПа при скорости деформации 5 10 с ' н размере зерна 1 мм; ударная вязкость более 300 Дж/см'; т-ра перехода в хрупкое состояние — 85'С; для совершенных криаталлов (вусовв) о 13,4 ГПа.
Твердость по Моосу 4-5. Для отожженного образца относит. удлинение 40 — 50%, модуль сдвига 76,4-78,4 ГПа, твердость по Бринеллю 588-686 МПа. Ж.— металл умеренной хнм. активности. Станда(3тиый электродный потенциал Ре е/Ре — 0,447 В, Ре '/Ре — 0,037 В, Ре~'/Рез' + 0,771 В. Жидкое Ж. неограниченно растворяет А1, Сп, Мп, )ь)ь Со, БЬ Т(, хорошо растворяет Ч, Сг и Р(, ограниченно-Мо, Бп, С, Б, Р, Аз, Н , )ь)2, О ,не растворяет РЬ, Ай, В(. С углеродом образует твердые р-ры внедрения-феррит и мартенсит с п-ре, аустенит с 7-Ре.
В железа слловох углерод присутствует также в виде графита и пементита РезС (см. табл.). В зависимости от содержания С в Ж. различают: мягкое Ж. (< 0,2% С), сталь (0,2 — 1,7% С) н чугун (1;/-5% С). В сухом воздухе при т-рах до 200'С на пов-сти компактного Ж. образуется тончайшая оксилная пленка, защищающая металл от дальнейшего окисления.
Выше 200'С акорость коррозии Ж. увеличивается, образуется слой окалины; внутр, зона ее состоит нз вюстнта Ре„О (х = 0,89- 0,95), поверх него лежит слой Ре304, затем Ре,О3. Ржавление Ж. (атм. коррозия) во влажйом воздухе. особенно содержащем капли морской воды, идет быстрее; ржавчина содержит также и гипроксиды Ж., в осн. РеО(ОН). О кислородных саед.
Ж. см. Железо охсиды. Ж. не раста. в воле и р-рах холодных щелочей, реагирует с разб. к-тами, образуя аолн Ре(П), и горячими кони, р-рамн щелочей. Конц. Низ н НЗБО„пассивируют Ж. благодаря образованию нерастворимой в к-тах оксидной пленки. Азот в малых концентрациях образует с Ж. твердые р-ры внедрения, в больших-нитрнды РезХ и др. При нормальном давлении ок. 917'С р-римость )ь)2 в и-Ре до 0.01 ат, %, в 7-Ре ок. 0,1 ат.
%. Ж. способно поглощать Н, при травлении к-тами и в процессе катодного выделения Ж. при электролизе. Алаорбнруяаь на дефектах структуры, водород резко снижает прочность и пластичность Ж. (т. наз. водородная хрупкость). Твердое Ж, поглощает Нз с образованием твер- 271 дых р-ров внедрения.
Р-римость Нз в Ж. прн комнатной т-ре менее 0,005%, в расплавленном Ж.-почти в 25 раз больше. Гидриды Ж. существуют только при высоких давлениях Н,; известны гидрнды ннтерметаллидов Ж., напр. Т!РеН (см. Гидриды). С СО Ж. образует железа иорбоиилы, в к-рйх Ж. формально проявляет нулевую степень окисления. При нагр. Ж. реагирует с галогенамн, особенно легко с С!2, т.
к. образующийся РеС13 летуч (см. Железо хлориды) н не аоздает на лов-сти металла защитной пленки. Напротив, Рерз нелетуч, поэтому компактное Ж. устойчиво к действию Р до 250-300'С. свойствл икноторых сокдинкний жклхзл Песте.. г/см' ЬЛ,',, вдв/мевь т ., с 7,69 4,636(25'С) 25,05 -2Ю вЂ” зм,е Ре С Ре)!ее Ревев Рерс Рер Реаое Ре 19 Рс,р .
РсЗР Рсз рс 1650 684 П02 102'1 490 200 1290 1100 1410 12Ю (с рее .! 1300 4,09 [25 'С! 342 3,8 6,35 6,07 6,56 6,74 61 -741 — 126 — 163 — 163 — 73,7 -81,2 -рэ,з т-ре ремевевве. Р-ция Ж. с Б экзотермична, начинается при слабом нагревании, при этом образуется нестехиометрнч. сульфид, близкий по составу к Реб. В природе раапространен минерал пирит РеБ2 (см, Железо сульфиды).
Фосфор прн малых концентрациях дает с Ж. ограниченные твердые р-ры, при больших концентрациях-фоафиды, нз к-рых нанб. устойчивы РезР, Резр, Рер и Рерз. Ж. образует два ряда аолей-саед. Ре(П) н Ре(1П). Соли Ре(П) гидролизуютая, в числе продуктов гндролнэа образуются разл. полиядерные комплексы; на воздухе окисляются до Ре(П1). Более устойчивы двойные соли, напр, соль Мора РеБОе (ХНе)2БОс 6НЗО (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
