三氧化二铁

三氧化二铁又称铁丹、铁红、红粉等，化学式Fe2O3，溶于盐酸，为三方晶系红色透明粉末。粒子细，粒径为0.01～0.05 μm，比表面积大（为普通氧化铁红的10倍）， 具有强烈的吸收紫外线性能，耐光、耐大气性能优良。当光线投射到含有透明氧化铁红颜料的漆膜或塑料时，呈透明状态。相对密度5.7g/cm3，熔点1396℃。是铁系颜料中具有独特性能的新品种。

氧化铁颜料有着卓越的着色性能，在陶瓷中主要利用氧化铁的着色性，配制各种色彩的釉水，由于铁离子的价位不同，铁氧化物本身就呈现不同颜色。如：三氧化二铁(Fe2O3)为红色粉末，氧化亚铁(FeO)及四氧化三铁(Fe3O4)为黑色粉末。另外，在陶瓷(釉)的制造过程中，采用不同的烧成气氛，氧化铁的呈色也各不相同，在氧化焰气氛下，氧化铁着色变以黄到红褐色，再以葡萄红色变为褐色。在还原气氛下，则呈现出蓝色到灰暗色变化，这些变化是釉层中Fe2＋和Fe3＋动态平衡相互转变的结果。精确称取试样约lg，加盐酸30ml，加热至不溶物接近呈白色。加水至50ml，过滤，用约50ml水洗涤残渣。合并洗液和滤液，加水至250m1。取此溶液25ml，浓缩至约10ml后，在加热的条件下加5%氯化亚锡溶液至混合液变为无色，再加l或2滴5%氯化亚锡后，立即冷却。加饱和氯化汞溶液10ml。再加25～30ml硫酸锰试液(TS-132)和约100ml水后，用0.1mol/L高锰酸钾滴定。按测定试样的相同方法做空白试验。每mI.0.1mol/L高锰酸钾相当于三价铁离子5.585mg。参见氧化铁红。三氧化二铁是铁锈的主要成分。铁锈的主要成因是铁金属在杂质碳的存在下，与环境中的水分和氧气反应，铁金属便会生锈。
（1）氧化铁与酸反应生成铁盐和水。
Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
（2）铝热反应
铝与氧化铁混合后组成铝热剂，加热后生成氧化铝和铁。
2Al+Fe2O3=△=Al2O3+2Fe
（3）碳、一氧化碳还原性
氧化铁可以与碳混合后加热，铁和二氧化碳提取出来。
3C+2Fe2O3=高温=4Fe+3CO2↑
氧化铁可以和一氧化碳混合后加热，生成铁和二氧化碳。
3CO+Fe2O3=高温=2Fe+3CO2
（4）高温下三氧化二铁被CO、H2、Al、C、Si等还原。
Fe2O3+2Al=点燃=2Fe+Al2O3
Fe2O3+3CO=高温=2Fe+3CO2
2Fe2O3+3C=高温=4Fe+3CO2↑
2Fe2O3+3Si=高温=4Fe+3SiO2粉尘引起尘肺。空气中最高容许浓度，氧化铁气溶胶(烟尘)为5mg/m³。注意防尘。

限用于非直接食用食品，用量不限(FDA，§186.1330，§186.1374，2000)。
FDA，§73.200.2000：限用于肠衣(成品量的0.10%)及猫狗食品(0.25%)。
GB 2760-96：糖果包衣0.02g/kg。  毒性    ADI 0～0.5mg/kg(FAO/WHO，2001)。
LD₅₀>15g/kg(大鼠，经口)。
德国不准用。

橙红至紫红色的三方晶系粉末。 不溶于水，溶于盐酸、硫酸，微溶于硝酸和醇。用作防锈漆的颜料。因本品制成的云母氧化铁防锈漆抗水渗性好，防锈性能优异，可以取代红丹。食用红色素。日本用于赤豆饭、魔芋粉食品。对曾用防腐剂处理果柄切口的香蕉加以识别时用。美国多用于猫食、狗食和包装材料。用于电子工业、通讯整机、电视机、计算机等磁性原料及行输出变压器、开关电源及其高U及高UQ等的铁氧体磁芯三氧化二铁被广泛用于油漆、橡胶、塑料、建筑等的着色，作为无机颜料，在涂料工业中也被用作防锈颜料。除此之外，它还被应用于橡胶、人造大理石、地面水磨石的着色剂，以及塑料、石棉、人造革、皮革揩光浆等的着色剂和填充剂。在精密仪器和光学玻璃中，它被用作抛光剂及制造磁性材料铁氧体元件的原料。在电子工业方面，它用于磁性原料、通讯整机、电视机、计算机等的铁氧体磁芯，以及行输出变压器、开关电源及其高U及高UQ等的铁氧体磁芯。此外，它还用作分析试剂、催化剂和颜料的配料，用于各类药片、药丸的外衣糖衣着色，以及磁性材料、颜料的制取还原剂、抛光剂、催化剂等。在食品工业中，它被用作食用红色素，在日本用于赤豆饭、魔芋粉食品，而在美国则多用于猫食、狗食和包装材料。此外，它还被用作硬币的透明着色和油墨的颜料，以及电讯、仪表工业中的分析试剂、催化剂、颜料配制等用途。三氧化二铁是一种常用的无机红色颜料。在涂料工业中用作防锈颜料。广泛用于油漆、橡胶、塑料化妆品、建筑精磨材料、精密五金仪器、光学玻璃、搪瓷、文教用品、皮革、磁性合金和高级合金钢的着色。也用作分析试剂、人造大理石、地面水磨石的着色剂，塑料、石棉、人造革、皮革揩光浆等的着色剂和填充剂，精密仪器、光学玻璃的抛光剂及制造磁性材料铁氧体元件的原料等。
由天然黄铁矿制得。
由硫酸亚铁或草酸铁经风化得硫酸铁，再经煅烧而得。
由氢氧化铁脱水而得。
制造硫酸、苯胺、氧化铝等过程中的副产物。
由碳酸铁、硝酸铁等经强热而得。
硫酸亚铁加热至650℃以上而得。采用中和沉淀法。先制得氧化铁黑，再高温灼烧制得透明氧化铁线。将0.5mol/L浓度的FeCl3·6H2O溶液加热沸腾水解至红棕色胶粒出现为止（溶液1）。 取与溶液1等体积的0.25mol/L的FeCl2溶液（由金属铁与盐酸作用制得），用稀氨水调至白色沉淀不再消失为止（溶液2）。将溶液1和溶液2合并，搅拌，并加入适量的羟基羧酸络合剂和缓冲剂，维持恒温80℃。随反应的进行，不断有黑色Fe3O4生成。反应结束，将Fe3O4结晶转移至pH8、含有为Fe3O4质量比为10%～20%的油酸钠溶液中进行表面处理，搅拌悬浊液，恒温80℃,0.5h后将悬浊液用稀盐酸（1：3）调pH=6～6.5，将Fe3o4油酸吸附包覆物（黑色絮凝体）抽滤，热水搅洗数次，50～60℃真空烘干，制得疏松的粉体Fe3O4。将上述油酸包覆的Fe3O4慢速升温至550～600℃焙烧0.5h，得到均匀分散的透明铁红α-Fe2O3微粒子。先制得透明氧化铁黄(制法参见透明氧化铁黄)，经煅烧脱水，制得透明氧化铁红。其
2α-FeOOH[△]→2α-FeSO3+H2O制备方法有湿法和干法。湿法制品结晶细小、颗粒柔软、较易研磨，易于作颜料。干法制品结晶大、颗粒坚硬，适宜作磁性材料、抛光研磨材料。
湿法。
FeSO4+2NaOH→Fe(OH)2+Na2SO4
4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)2↓
4FeSO4+4H2O+O2→2Fe2O3↓+4H2SO4
Fe+H2SO4→FeSO4+H2↑
将一定量的5%硫酸亚铁溶液迅速与过量氢氧化钠溶液反应（要求碱过量 0.04～0.08g/ml)，在常温下通入空气，使之全部变为红棕色的氢氧化铁胶体溶液，作为沉积氧化铁的晶核。以上述晶核为载体，以硫酸亚铁为介质，通入空气，在75～85℃，在金属铁存以下，硫酸亚铁与空气中氧气作用生成三氧化二铁（即铁红）沉积在晶核上，溶液中的硫酸根又与金属铁作用重新生成硫酸亚铁，硫酸亚铁再被空气氧化成铁红继续沉积，这样循环至整个过程结束，生成氧化铁红。
干法。硝酸与铁屑反应生成硝酸亚铁，经冷却结晶、脱水干燥，经研磨后在600～700℃煅烧8～10h，在经水洗、干燥、粉碎制得氧化铁红产品。也可以氧化铁黄为原料，经600～700℃煅烧制得氧化铁红。
4Fe(NO3)→2Fe2O3+12NO2↑+3O2↑
Fe2O3·nH2O→Fe2O3+nH2O云母赤铁矿法云母赤铁矿石精选后，经湿球磨机磨成精矿粉，脱水，烘干，冷却，粉碎至325目，过筛，制成云母氧化铁。制备方法有湿法和干法。湿法制品结晶细小、颗粒柔软、较易研磨，适宜作颜料。干法制品结晶大、颗粒坚硬，适宜作磁性材料、抛光研磨材料。
湿法将一定量的5％硫酸亚铁溶液迅速与过量烧碱溶液反应(要求碱过量0.04～0.08 g/ml)，在常温下通入空气使之全部变成红棕色的氢氧化铁胶体溶液，作为沉积氧化铁的晶核。以上述晶核为载体，以硫酸亚铁为介质，通入空气，在75～85℃，在金属铁存在的条件下，硫酸亚铁与空气中氧作用，生成三氧化二铁(即铁红)沉积在晶核上，溶液中的硫酸根又与金属铁作用，重新生成硫酸亚铁，硫酸亚铁再被空气氧化成铁红继续沉积，如此循环到整个过程结束，生成氧化铁红。其干法硝酸与铁片反应生成硝酸亚铁，经冷却结晶，脱水干燥，经研磨后在600~700℃煅烧8～10h，再经水洗、干燥、粉碎制得氧化铁红产品。也可以氧化铁黄为原料，经6()0~700℃煅烧制得氧化铁红。其
4Fe(NO3)3[△]→2Fe2O3+12NO2↑+3O2↑
Fe2O3+n H2O[△]→Fe2O3+nH2O硫酸亚铁氧化法将硫酸与铁屑反应制得硫酸亚铁，除砷及重金属，经氧化而得。流程参见氧化铁黄。