羰基铁粉情况初步调研

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1、专业技术资料关于羰基铁粉的初步调研1关于羰基铁粉概述自1889年蒙德(IJudwigMond)和兰格尔(CarlLanger)发现了羰基镍，引起了科学家们的浓厚兴趣。周期表中某些过渡族元素(镍、钻、铁等)能与一氧化碳反应生成羰基化合物，经热分解可获得不含有害杂质、粒度细、活性大等性能独特的羰基粉末。而羰基铁粉是利用气法精炼技术生产而得，是由五羰基铁[Fe(CO)5]热分解制取的超微粉末，属于高新技术产品。羰基铁粉产品种类繁多，分为普通羰基铁粉、磷化羰基铁粉、还原羰基铁粉、包覆羰基铁粉和合金羰基铁粉等多种，而每种因形貌、粒径、纯度、性能的不同又包含着许多品种，不同的羰基铁粉有着

2、不同的用途，因此羰基铁粉的应用分布极为广泛，其具体应用如下：（1）借其活性大，粒度细的特点，以及良好的成型性和烧结性，在铁基粉末冶金结构零件中添加少量羰基铁粉，可以降低烧结温度，改善和提高制品的组织结构、机械性能，是生产高品质粉末冶金制品的原料。（2）用作高密度合金添加剂，可防止形成脆化相。已应用于制造穿甲弹，永不磨损高密度手表零件等。（3）以羰基铁镍作硬质合金粘结剂替代价格昂贵的钴粉，生产矿用硬质合金工具，达到YG硬质合金同类产品性能，经现场考察使用寿命比同类YG合金长。（4）羰基铁粉形呈洋葱球层状独特结构，其具有良好磁性能，用于制造导磁介电铁芯，高频磁芯和多种软磁材料元件

3、。（5）用作超硬材料和磨料磨具添加剂。是金刚石工具和砂轮优良的粘结剂。产品可达到其它铁粉不可替代的品质性能。（6）在农业上，利用超微铁粉进行磁优选良种，使其发育快，提高单位面积产量，美国采用此法优选草籽，提高牧草产量和面积。（7）在医药领域和食品铁营养添加剂应用。可以服用帮助女性提高生理补血功能，纳米级羰基铁粉可被用作注射用补铁剂，可作为靶向材料在外磁场和药物作用下治疗肿瘤。在作为食品添加剂方面，美国食品处方(FoodWord文档下载可编辑专业技术资料chemicolsCoder)中规定元素铁粉对于合格的饮食，铁必须要纯度高，粒度细，比表面积大(应用的羰基铁元素铁粒度为0.5

4、~10μm)，目前，美国每年在面包和面粉中添加元素粉用量在900t左右。国内部分牛奶产品中标定100g中铁含量在6~10mg。（9）羰基铁液体是部分化工催化剂的优质原料。（10）亚微米级羰基铁粉为新型粉末冶金工艺——注射成形提供了优质原料，可方便的制造医疗、BP、手机等复杂形状制品粉末冶金零部件。（11）制备羰基铁包云母粉、铁包玻璃珠、铁包玻璃纤维等新型复合吸波涂料。目前，已大量使用于隐形飞机、隐形舰艇、导弹等军用产品的外表吸波涂层。2羰基铁粉的制备技术2.1高压气相合成法目前，工业上制取羰基铁粉最成熟的工艺为高压气相合成法，包括国际巨头BSF、美国陶氏、中国国内全部羰基铁粉

5、生产厂家都采用该法生产，其合成压力超过200bar，反应温度为150~200℃，反应时间>120h，分为高压合成和热分解制粉两大工序。高压合成工序：羰基铁的高压合成和热分解制粉为可逆反应，其反应式为：高压羰基化合成是一种具有很高选择性的提纯方法，在一定工艺条件下，铁能与一氧化碳发生反应生成羰基化合物。工业上以海绵铁(铁约占95%)块或氧化铁鳞作为合成原料经球磨成粉状，然后在氢气氛下进行还原，装入合成反应釜，一氧化碳气体经高压压气机加压导入反应釜，同时给釜体加热，发生合成反应，生成五羰基铁并经减压冷却为液体，其工艺流程如图1所示。Word文档下载可编辑专业技术资料图1五羰基铁高

6、压合成工艺流程反应生成的五羰基铁液体呈明黄或橙黄色，沸点103℃，20℃时密度为1.454，能溶于汽油、苯、乙醚等有机溶剂，有空气存在下震击时易发生燃烧、爆炸，受光照(紫外光)则分解为2Fe(CO)5→Fe2(CO)9+CO，生成较稳定的紫黄色三斜结晶体，九羰基二铁可作为产品出售，主要用于化工催化剂。低压分解工序：五碳基铁在60℃时开始微分解，155℃时分解率明显增大，平时应贮存于充有一定压力一氧化碳气体的避光容器里。工业上五羰基铁的分解是在一个壁热式电加热或燃气螺旋式加热的立式圆筒体热解炉内进行的，五碳基铁经气化后，从筒顶的中心导入热解炉内，在300℃，1bar的压力下，使

7、气态五碳基铁分解形成铁核长大，最终获得所需技术性能的羰基铁粉，其反应式为：在分解过程中，因为Fe有催化CO与CO2反应的作用，通常采用通NH3作为保护气体来抑制该反应。这样一来羰基铁粉中就不可避免的会有N元素的存在，从旋风收集器中收集到的产品一般铁含量约在97%左右，其中C和N的含量均小于1%。由于有Fe2O3，Fe3N等杂质的存在，同时，铁粉表明也会对CO和NH3气体有一定的吸附，这些因素造成铁粉硬度比较大，通常被称之为硬粉。将铁粉用H2气体还原1小时，铁含量将提高到99.0%左右，同时其他元素的含量