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一、基本信息

氧化鐵，化學式 Fe?O?，分子量 159.69，是鐵的主要氧化物之一，常見于赤鐵礦和鐵銹中。其晶體結構以剛玉型三方晶系的 α-Fe?O?為主（穩定態），少量以立方晶系的 γ-Fe?O?（亞穩態）存在。α-Fe?O?在約 260 K 以下為反鐵磁性，260-950 K 表現弱鐵磁性；γ-Fe?O?因晶體結構與 Fe?O?相似，具有鐵磁性，常用于磁記錄材料。

應用領域

1. 工業與冶金

• 煉鐵原料：全球 90% 以上的赤鐵礦用于高爐煉鐵，中國 2025 年氧化鐵需求預計達 78 萬噸，其中 45% 用于鋼鐵生產。

• 鋁熱劑：焊接鐵軌和制造難熔金屬（如鉻、錳）。

2. 材料科學

• 顏料：氧化鐵紅（Fe?O?）是涂料、塑料、陶瓷的主要著色劑，耐候性強，用于汽車面漆和建筑外墻。

• 磁性材料：γ-Fe?O?磁粉（矯頑力 465±10 Oe，飽和磁化量＞75 emu/g）用于磁帶、硬盤和磁流體密封。

• 催化劑：納米 Fe?O?用于降解有機污染物（如甲醛）和光催化產氫，摻雜 Pb2?、Sn??可提高傳感器靈敏度。

3. 生物醫藥

• 藥物載體：表面修飾的 α-Fe?O?納米顆粒通過磁場靶向輸送藥物，用于腫瘤治療。

• MRI 造影劑：超順磁性 γ-Fe?O?增強軟組織對比度，減少對釓基造影劑的依賴。

4. 其他應用

• 珠寶：拋光后的赤鐵礦（“黑鉆”）用于飾品，片狀集合體稱 “鐵玫瑰”。

• 環保：Fe?O?基吸附劑去除水中重金屬（如 Pb2?、As3?），2025 年中國環保用氧化鐵市場規模預計突破 80 億元。

安全性與環境影響

1. 健康風險

• 吸入危害：長期暴露于氧化鐵粉塵可能引發肺結節、哮喘或肺纖維化，國際癌癥研究機構（IARC）將地下赤鐵礦開采列為 1 類致癌物（吸入結晶型 SiO?污染的粉塵）。

• 口服與皮膚接觸：化妝品級氧化鐵（符合 GB/T 21910-2008）安全性高，無全身毒性，但需避免眼部接觸。

2. 環境友好性

• 綠色工藝：中國 2025 年前強制淘汰 30 萬噸燒結法舊產能，推廣水熱法和氣相沉積法，降低能耗 30% 以上。

• 循環利用：酸洗廢液中的 Fe2?可回收制備 Fe?O?，實現資源閉環。

氧化鐵作為一種多功能材料，在傳統冶金和新興科技領域均占據重要地位。其未來發展將聚焦于納米化、綠色化和高附加值應用，同時需加強職業健康防護和環境治理。隨著新能源和環保產業的崛起，氧化鐵有望在全球低碳轉型中發揮更大作用。