引言：
氧化铁红和氧化铁黑是两种常见的颜料，它们在化工、建筑、油漆等领域广泛应用。了解它们之间的区别有助于更好地选择适合的颜料用于不同的应用场景。
简介：
（1）什么是氧化铁黑？
氧化铁黑是一种无机化合物，化学式为 Fe3O4。其化学名称为氧化铁（II）铁（III）。它具有铁的两种稳定氧化态（+2 和 +3）。在矿物学中，我们称这种化合物为“磁铁矿”。与赤铁矿不同，它同时含有 Fe2+ 和 Fe3+ 离子。更重要的是，这种化合物呈黑色粉末状。
此外，它还表现出亚铁磁性。该化合物的摩尔质量为231.53 g/mol。熔点为1,597℃，沸点为2,623℃。此外，该化合物的化学结构为立方逆尖晶石族结构；它具有立方、紧密堆积的氧化物离子，所有Fe2+离子占据八面体位置的一半，Fe3+均匀分布在剩余的八面体和四面体位置上。
（2）什么是氧化铁红？
氧化铁红是化学式为 Fe2O3 的氧化铁。它的化学名称是氧化铁 (III)。此外，它是铁的主要氧化物，在矿物学中，我们称这种化合物为“赤铁矿”。它是钢铁工业的主要铁来源，具有铁磁性。摩尔质量为 159.69 g/mol，而该化合物的熔点约为 1,539-1,565 ℃，在较高温度下容易分解。因此，这种化合物不溶于水。
此外，这种化合物有不同的结构；我们称它们为“多晶型物”。例如：α相、γ相等。在每种结构中，一个铁阳离子与六个氧配体（铁阳离子周围）结合。此外，这种化合物也有一些水合形式。更重要的是，氧化铁红呈红棕色固体。因此，它是我们区分这种化合物与其他氧化铁的一个很好的指标。
1. 氧化铁红和氧化铁黑有什么区别？
氧化铁红是化学式为 Fe2O3 的氧化铁，而氧化铁黑是化学式为 Fe3O4 的无机化合物。氧化铁红的化学名称是氧化铁 (III)，而氧化铁黑的化学名称是氧化铁 (II) 氧化铁 (III)。
氧化铁红和氧化铁黑之间的主要区别在于:氧化铁红呈红棕色固体，而氧化铁黑呈黑色固体粉末。此外，氧化铁红具有铁磁性，而氧化铁黑具有亚铁磁性。
2. 特性、用途比较
（1）氧化铁红
合成氧化铁红颜料是最常见的颜料，含铁量也最高。氧化铁红因其色泽纯正、性质稳定、着色力强等特点，在各个领域都广受欢迎。特征如下：
粒径细，着色力强
无毒
不易燃
耐碱性
产生非常吸引人的多彩色调
除上述特点外，它们还具有纯正的色相和一致的性能。氧化铁红主要用于油漆和涂料、橡胶、纸张、水泥颜料和建筑。建筑材料行业消耗的氧化铁颜料最多。这是因为这些颜料具有良好的分散性和着色强度。它们用于给混凝土、砂浆、铺路砖、格子砖等着色。
（2）氧化铁黑
合成氧化铁黑在陶瓷应用中可作为铁的来源，特别是在原始黑色至关重要的地方。红色和氧化铁黑颜料之间的主要区别在于氧化铁红是铁磁性的，而氧化铁黑是亚铁磁性的。特征如下：
氧化铁黑本质上是亚铁磁性的
熔点为 1,597 摄氏度 (2,907 华氏度)
沸点为 2,623 摄氏度（4,753 华氏度）
它是一种电导体，其导电性明显高于氧化铁红。
氧化铁黑颜料也可用作各种非陶瓷产品的着色剂。此外，这些黑色氧化物还用于各种器具的防腐。它们也是防腐涂料（用于许多桥梁）的成分。
3. 转换和替代品
3.1 黑色和红色氧化铁之间的转换方法
氧化铁红是在氧化气氛中煅烧氧化铁黑颗粒而制成的。然后对其进行喷射研磨，产生“微粉化”的氧化铁红颗粒，其粒度约为 325 目。这种红铁非常耐热（高达 1832°F (1000℃)。这与氧化铁黑不同，氧化铁黑在 365°F (180℃) 时会氧化，从黑色变为棕色，再变为红色。随着粒度增加，氧化铁红的颜色会从浅粉色变为红色，再变为深紫红色。
如何将氧化铁红转化为氧化铁黑？WO1999037719报道了一种从 Fe2O3 赤铁矿氧化铁中生产氧化铁黑颜料的方法，该氧化铁可以是通过“Ruthner”工艺或其他方式生产的不纯氧化物，也可以是赤铁矿矿物。该方法可用于升级劣质合成或天然赤铁矿，或通过转化为黑色颜料，随后将如此产生的磁铁矿氧化回赤铁矿，以提高其作为红色颜料的性能。该方法使用低温水性浆液反应，其中在水性碱性介质中，在可溶性 Fe(III) 离子源的存在下，赤铁矿与可溶性 Fe(II)离子源接触，以将其转化为 Fe3O4。该过程具体在低温下与赤铁矿的沸水反应中发生，沸水与一种可溶的 Fe(II) 离子源接触，在一种 Fe(III) 离子源存在下，在碱性水溶液中转化为 Fe3O4。
3.2 不同应用中的替代品
氧化铁黑的替代品是什么？根据所需的应用，可能有氧化铁黑的合适替代品:
（1）颜料
黑色颜料如炭黑或二氧化锰可以代替氧化铁黑在油漆，塑料和涂料等应用中。
（2）磁性应用
据所需的特定磁性，可以使用磁铁矿纳米颗粒或合成尖晶石等材料代替黑氧化铁。
（3）催化
根据催化的具体反应，其他金属氧化物甚至非金属催化剂可能是可行的选择。
4. 结论
氧化铁红和氧化铁黑在颜色、化学性质和应用领域等方面存在明显的区别。深入了解它们的特点，有助于在实际应用中做出正确的选择，以满足不同的需求和要求。通过对比研究，可以更好地利用这两种颜料，为各行业提供更有效的解决方案。
参考：
[1]https://www.differencebetween.com/difference-between-red-and-black-iron-oxide/
[2]https://bansaltrading.com/usage-of-synthetic-iron-oxide
[3]https://patentscope.wipo.int/search/en/detail.jsf?docId=WO1999037719
[4]https://reade.com/product/magnetite-black-iron-oxide/
[5]https://concreteproducts.com/index.php/2022/02/07/manganese-ferrite-pigment-carbon-black-iron-oxide-alternative/
氧化铁黑是一种黑色的三氧化二铁（Fe3O4），外观为黑色颗粒，具有良好的抗腐蚀性能和高度的耐久性。它不溶于水，微溶于酸和碱，在还原气氛下可被还原为纯铁和氧气。
氧化铁黑
氧化铁黑被广泛应用于油漆和涂料中，因为它具有良好的遮盖力和抗腐蚀性能。此外，它还用作陶瓷和玻璃的颜料，赋予产品深沉的黑色，并增加产品的纯度和亮度。主要应用于建筑、涂料、塑料，橡胶等领域，也可用于医药和食品等特种领域。
传统的制备方法存在颗粒大小不均、强度低、分散性差等问题。
曹磊英提出了一种新的氧化铁黑制备方法，通过特定步骤可以获得颗粒更均匀、着色力更高的产品，降低生产成本。
[1]曹磊英,刘卓,郑佳雯等. 一种氧化铁黑及其制备方法和用途[P]. 江苏省：CN117401721A,2024-01-16.
氧化铁黄是一种水合物，主要成分是氧化铁。它可以用作颜料，并且在日常生活中有许多不同的用途。那么，氧化铁黄都有哪些用途呢？下面通过文章的介绍来了解一下。
首先，氧化铁黄可以用作各种混凝土预制件和建筑制品的材料，作为颜料或着色剂使用，也可以直接添加到水泥中。它还可以应用于各种室内外彩色混凝土表面，如墙面、天花板、门廊和路面，以及停车场等。此外，它还可以应用于各种陶瓷和琉璃陶瓷，如地砖和面砖等。
除此之外，氧化铁黄的原料还可以用作各种涂料的着色或保护物质，包括水性内外墙涂料和粉末涂料等。它还可以添加到油性漆（如氧和醇酸、氨基等底漆和面漆）中，以及玩具漆、装饰漆和家具漆中。
氧化铁黄颜料还可以用于塑料制品的着色，如热固性塑料、热塑性塑料和橡胶制品，如汽车内胎、飞机内胎和自行车内胎等。
此外，氧化铁黄颜料还广泛应用于建筑业，如人造大理石和水墨石的着色。它还可以作为水彩、油彩、油漆和橡胶等颜料的中间体，如氧化铁红和氧化铁黑等。
通过以上介绍，我们可以了解到，氧化铁黄在各个领域都有广泛的用途。
引言：
氧化铁黑是一种常用的无机颜料，具有优异的着色性能和耐候性，在建筑、涂料和塑料等领域被广泛应用。
1. 什么是氧化铁黑？
作为一种重要的无机彩色颜料，铁系颜料年产量在无机彩色颜料市场中占据首要地位。随着全球环保意识的增强，无机铁系颜料的无毒、无嗅、无污染等特点，逐渐取代了有机颜料以及铅系列、铬系列等有毒无机颜料，成为首选。氧化铁颜料主要用于建筑行业中的酚醛防锈漆填料和重防腐涂料底漆。在橡胶、塑料着色中，不仅起到补强老化的作用，还能保护有机物免受紫外光降解影响。此外，它也被广泛应用于人造大理石、陶瓷和水泥地面的着色。
氧化铁黑分子式为Fe3O4，CAS号为1309-38-2。氧化铁黑为黑色粉末，是Fe2O3和FeO的加成物，不溶于水，具有磁性，着色力和遮盖力很高。氧化铁黑作为工业原料，在水彩、油墨中用量也很大，复印机专用的磁性碳粉就是针形氧化铁黑。另外，氧化铁黑因其无毒、无污染等特点，法国、日本还用于高级化妆品的生产。在当代电气化和信息化社会中，磁性材料的应用非常广泛，四氧化三铁作为一种多功能磁性材料，在肿瘤的治疗、微波吸收材料、催化剂载体、细胞分离、磁记录材料、磁流体、医药等领域均已有广泛的应用，具有广阔的发展前景。氧化铁黑的结构如下图所示：
2. 氧化铁黑的性质
氧化铁黑，又称磁铁矿 (Fe3O4)，是一种由铁和氧形成的天然矿物。它是磁性最强的氧化铁，具有多种工业用途。以下是其一些主要特性：
（1）化学特性
化学式：Fe3O4黑色矿物，黑色条纹
粉末状可溶于盐酸
在 1538℃时分解为氧化铁
（2）物理特性
颜色：黑色或深棕色
光泽：金属光泽至暗淡
晶系：等轴晶系
熔点：1538℃(lit.)
密度：4.8-5.1 g/mL at 25℃(lit.)
比重：1.19
磁性：强磁性
3. 氧化铁黑的用途
（1）氧化铁黑在陶瓷应用中用作铁的来源，特别是在价格和黑色原色很重要的上釉中。氧化铁在高温下烧制后为釉料提供颜色。可提供高纯度、低重金属含量的等级。
（2）黑色铁粉还用作各种非陶瓷产品的着色剂。
（3）一些氧化铁颜料广泛用于化妆品领域。它们被认为是无毒、防潮和不渗色的。被评为化妆品安全等级的氧化铁是合成生产的，以避免包含天然氧化铁中通常存在的杂质。
（4）氧化铁黑也用于防腐目的。氧化铁黑还用于防腐涂料（用于许多桥梁和铁塔）。
（5）氧化铁在磁共振成像中用作造影剂，以缩短质子弛豫时间（T1、T2 和 T2）。超顺磁性造影剂由水不溶性结晶磁芯组成，通常是磁铁矿 (Fe3O4)。平均核心直径范围为 4 至 10 纳米。该结晶核心通常被一层糊精或淀粉衍生物包裹。颗粒的总尺寸表示为平均水合颗粒直径。
4. 生产和制造
目前， 氧化铁黑的制备方法有共沉淀法、直接合成法、氢氧化亚铁氧化法、氨法氧化法、苯胺法、铁黄还原法、水热法等。共沉淀法制备氧化铁黑是指在含有Fe3+与Fe2+离子的溶液中加入沉淀剂， 将铁离子均匀沉淀出来， 再将沉淀物脱水得到目标产物， 是一种常用的材料制备方法。
（1）加成法
先将硫酸亚铁溶液与液碱(NaOH)混合，反应生成Fe(OH)2，再按比例加入适量铁黄下脚料(Fe2O3)，在95~100℃进行加成反应(反应时间约6~8 h)生成铁黑。
中国上规模的老厂都是用加成法，在反应过程中分段加入铁黄下脚料，反应过程中不用鼓空气氧化，反应时间较长，耗能大，产品着色力浅。
（2）沉淀氧化法
将经过净化的硫酸亚铁溶液与液碱中和后，生成Fe(OH)2，随后升温至85~95℃，同时通入空气氧化（同时起搅拌作用），制备氧化铁黑浆料，再经过过滤、洗涤、干燥、细磨和拼混步骤制得氧化铁黑产品。这种直接氧化方法对传统加成法构成一种创新，其产品着色性能优于加成法，但因液碱用量大且价格较高，生产成本相对较高。
（3）氨法
将氨水加入净化后的硫酸亚铁溶液中，控制溶液pH在9~10左右，制得含Fe(OH)2和(NH4)2SO4的胶状液。然后升温至70~80℃，同时通入空气氧化(兼起搅拌作用)制得氧化铁黑料浆，再经过滤、洗涤、干燥、细磨、拼混得氧化铁黑产品;滤液经蒸发可制硫铵。虽然该法所制得的铁黑质量能达到国家一级品标准，生产成本有所降低，副产品(NH4)2SO4可以回收作肥料，但由于在生产过程中难免会造成溶液中游离氨的挥发，因而具有一定的环境污染，在环保要求越来越高的今天，该法将会受到一定的制约。
5. 结论
氧化铁黑作为一种重要的无机彩色颜料，在各个领域中发挥着重要作用。其优异的性能和广泛的应用前景，使其成为颜料行业中不可或缺的一部分。随着技术的不断发展和需求的不断增加，氧化铁黑必将继续在各个领域中展现出其卓越的表现，为人们生活和工作带来更多的色彩和美感。
参考：
[1]刘吉军,李明玉,卢峰,等. 共沉淀法制备氧化铁黑的影响因素研究 [J]. 现代化工, 2018, 38 (02): 139-143. DOI:10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2018.02.033.
[2]朱井安. 氧化铁黑生产工艺的优化 [J]. 广东化工, 2012, 39 (13): 55-57.
[3]https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Iron-Oxide-Black
[4]https://iron-powder.com/black-iron-oxide/
关注盖德视界
添加小助手
