Kim loại sắt là gì? Đặc điểm, tính chất & ứng dụng kim loại sắt

Sắt là kim loại rất phổ biến trên toàn thế giới, kim loại sắt không chỉ hữu ích đối với ngành công nghiệp luyện kim, sản xuất mà còn là một yếu tố không thiếu trong cơ thể người. Để có thể hiểu rõ hơn về khái niệm sắt là gì hãy cùng thu mua phế liệu Hòa Bình tìm hiểu sâu hơn trong bài viết dưới đây nhé!

Tìm hiểu sắt là gì?
Tìm hiểu sắt là gì?

Sắt là gì?

Sắt là gì? Sắt là một nguyên tố có rất nhiều trên Trái Đất và cũng là thành phần cấu tạo nên lớp vỏ ngoài và trong của lõi Trái Đất. Trong hóa học sắt được ký hiệu là Fe là viết tắt của từ Ferrum, có số hiệu nguyên tử là 26. Fe nằm trong nhóm VIIIB chu kỳ 4 và được xếp vào nhóm kim loại chuyển tiếp. Từ “sắt” trong tiếng Việt là từ Hán Việt cổ lấy nguồn gốc từ cách phát âm theo tiếng Hán thượng cổ. 

Trong tự nhiên sắt là kim loại gì? Sắt là kim loại được tách ra từ những mỏ quặng sắt, rất khó để tìm thấy sắt ở dạng tự do. Người ta thường áp dụng phương pháp khử hóa học để loại bỏ được những tạp chất thì mới có thể thu được sắt tự do. Kim loại sắt thường được dùng để sản xuất các hợp kim của sắt là gang và thép. 

Theo thống kê sắt là nguyên tố phổ biến xếp thứ 4 trong vỏ Trái Đất. Các nhà khảo cổ học đã có chứng tích để chứng minh sắt đã được sử dụng từ thời cổ đại. Hiện tại sắt chiếm khoảng 95% sản toàn cầu. Từ những quặng sắt lớn chúng ta có thể luyện thành nhiều hợp kim khác nhau để ứng dụng cho các ngành công nghiệp. 

Bên cạnh đó sắt cũng là một thành phần rất quan trọng đối với sự sống của cơ thể con người. Để bổ sung sắt mỗi ngày người ta thường ăn các thực phẩm giàu sắt như: thịt, hải sản, rau củ quả…Nếu thiếu sắt con người sẽ rất dễ mắc các chứng bệnh nguy hiểm ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe và đời sống.

Sản lượng sắt chiếm 95% toàn cầu
Sản lượng sắt chiếm 95% toàn cầu

Nhiệt độ nóng chảy của sắt là gì? Nó chính là điểm nóng chảy của sắt khi đạt tới ngưỡng nhiệt độ của nó thì sẽ xảy ra hiện tượng nóng chảy. Lúc này sắt sẽ chuyển từ trạng thái rắn sang lỏng. 

Nhiệt độ nóng chảy của sắt có ý nghĩa vô cùng quan trọng đối với ngành luyện kim. Căn cứ vào nhiệt độ nóng chảy của sắt người ta hoàn toàn có thể tính toán được lượng nhiệt cần phải đốt để làm sắt tan chảy.

Sản xuất và tái chế sắt hiện nay

Sản xuất và tái chế sắt đang trở thành một phần quan trọng của ngành công nghiệp kim loại. Quá trình tái chế sắt từ phế liệu không chỉ mang lại sự tiết kiệm nguồn tài nguyên mà còn giảm thiểu ô nhiễm môi trường và giảm chi phí sản xuất. Quy trình sản xuất và tái chế sắt ở từng nhà máy có thể sẽ khác nhau nhưng điều có chung các bước sau:

  • Thu mua phế liệu: Sắt phế liệu được thu gom từ nhiều nguồn khác nhau như thiết bị nông nghiệp hỏng, đường ray xe lửa và các nhà máy hoặc xưởng đóng tàu.
  • Sắp xếp, phân loại: Sắt được phân loại để tách biệt các loại kim loại và xác định loại sắt thông qua màu sắc hoặc trọng lượng.
  • Nghiền nhỏ phế liệu: Sắt phế liệu được nghiền nhỏ để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình nung nóng chảy.
  • Đun nóng chảy: Sắt phế liệu được nấu chảy trong lò lớn và sau đó chuyển đến lò cụ thể để nấu chảy các loại sắt cụ thể.
  • Lọc loại bỏ cặn: Sắt nung nóng được tinh chế để đảm bảo sản phẩm cuối cùng có chất lượng cao và không gây ô nhiễm môi trường.

Ngoài ra, sản xuất thép từ nguyên liệu tái chế cũng đang được áp dụng rộng rãi. Thép tái chế được sử dụng làm nguyên liệu đầu vào trong quy trình Basic Oxygen Furnace (BOF), chiếm khoảng 10-25% tổng nguyên liệu. Điều này không chỉ giúp giảm lượng rác thải mà còn tối ưu hóa nguồn tài nguyên và hỗ trợ sự phát triển bền vững của cộng đồng.

Sắt đang trở thành một phần quan trọng của ngành công nghiệp nặng
Sắt đang trở thành một phần quan trọng của ngành công nghiệp nặng

Một số tính chất vật lý thú vị của kim loại sắt

Kim loại sắt (Fe) là một kim loại phổ biến trên trái đất với các tính chất vật lý độc đáo và đa dạng mà bạn nên biết

  • Màu sắc: Sắt tinh khiết có màu trắng bạc hoặc xám.
  • Độ mềm: Là một kim loại mềm với độ mềm cao.
  • Độ dẻo: Sắt có khả năng co giãn cao, cho phép nó kéo được thành dây mỏng.
  • Độ dẻo dai: Có khả năng đánh mỏng thành tấm mà không bị nứt.
  • Dẫn nhiệt: Sắt là kim loại có khả năng dẫn nhiệt tốt.
  • Tính chất từ: Là một vật liệu từ tính, có khả năng hút nam châm tự nhiên.
  • Sức căng: Sắt có sức căng cao, cung cấp độ cứng cần thiết cho các cấu trúc.
  • Khối lượng riêng: Khối lượng riêng của sắt ở pha rắn là 7.874 g/cm³ và ở pha lỏng là 6.98 g/cm³.
  • Điểm nóng chảy: Sắt có điểm nóng chảy là 1538 ºC (1811 K).
  • Điểm sôi: Điểm sôi của sắt là 2862 ºC (3134 K).
  • Các dạng tinh thể: Sắt tồn tại ở ba dạng tinh thể khác nhau được gọi là các dạng allotrop của sắt.
Tính chất vật lý của kim loại sắt
Tính chất vật lý của kim loại sắt

Những đặc điểm này làm cho sắt trở thành một kim loại quan trọng trong nhiều ứng dụng công nghiệp, đặc biệt là trong quá trình sản xuất thép.

Đặc tính phản ứng hóa học của kim loại sắt là gì ?

Kim loại sắt (Fe) tồn tại chủ yếu ở hai trạng thái oxi hóa, +2 và +3 . Sắt (II) thường có màu xanh lá cây nhạt, trong khi sắt (III) có màu cam/nâu.

  • Phản ứng với Oxy và Nước: Sắt rất dễ bị oxy hóa trong không khí ẩm và tạo thành gỉ sắt hay Fe₂O₃.
  • Phản ứng với Axit: Sắt tan trong axit loãng, giải phóng khí hydro và tạo thành muối sắt tương ứng.
  • Tính Chất Từ: Sắt là chất có tính từ, có khả năng hút nam châm tự nhiên và là một trong những chất có tính từ duy nhất tồn tại tự nhiên.
Những đặc tính phản ứng hóa học của kim loại sắt
Những đặc tính phản ứng hóa học của kim loại sắt

Những đặc tính này làm cho sắt trở thành một kim loại cực kỳ quan trọng trong nhiều ứng dụng công nghiệp và lĩnh vực hóa học.

Các loại hợp kim của sắt

Khi đã hiểu sắt là gì? chúng cùng tìm hiểu xem sắt có mấy loại hợp kim. Hợp kim của sắt chính là nguyên tố sắt kết hợp với các nguyên tố khác để tạo ra các nguyên vật liệu, vật dụng có tính ứng dụng khác nhau để phục vụ trong cuộc sống hàng ngày. Hợp kim sắt được tạo ra là để khắc chế các yếu điểm của nguyên tố sắt nguyên chất. Các hợp kim của sắt là:

Gang 

Gang chính là một dạng hợp kim của sắt khi kết hợp cùng Cacbon. Trong đó Cacbon chỉ có 2% đến 5% tổng khối lượng. Trong đó có 2 loại gang là gang trắng và gang xám.

Gang trắng sẽ chứa ít cacbon và silic nhất vì vậy chúng có đặc tính rất cứng và giòn. Chất liệu này thường được ứng dụng trong luyện thép. 

Đối với gang xem thì đây là loại gang có chứa nhiều cacbon và silic vì vậy chúng rất mềm và không bị giòn như gang trắng. Loại gang này sẽ được ứng dụng để đóng và đúc các vật liệu như: bệ máy, ống nước. 

Để sản xuất gang thì nguyên liệu chính không thể thiếu là quặng sắt. Người t sẽ dùng CO để khử các oxit sắt trên bề mặt thành kim loại sắt nguyên chất.

Hợp kim của sắt
Hợp kim của sắt

Thép 

Cũng giống với gang, thép cũng là hợp kim của sắt chứa cacbon, silic, mangan… Trong đó thép chiếm khoảng 0.01 đến 2% khối lượng trong gang. Thép có 2 loại là thép thường và đặc biệt. 

Thép thường sẽ chứa ít cacbon, silic và mangan… nên chúng thường được ứng dụng để làm vật liệu xây dựng và chế tạo vật dụng. 

Thép đặc biệt thì có nhiều cacbon, silic và mangan hơn nên sẽ rất cứng và rắn chắc. 

Nguyên liệu chính để sản xuất thép có thể dùng dùng cả 2 loại gang nhưng gang trắng thường sẽ được dùng nhiều hơn. Bên cạnh đó chúng ta sẽ cần thêm cả CaO và khí Oxi. Còn để sản xuất thép thì người ta sẽ dùng oxy để giảm bớt tỷ lệ các thành phần có trong gang như: C, Si, S, P.

Cách phân biệt sắt và thép đơn giản

Sự khác biệt lớn nhất giữa sắt và thép nằm ở trạng thái tự nhiên và cách chúng được sử dụng trong ngành công nghiệp. Sắt tồn tại dưới dạng nguyên chất và có thể được tìm thấy trong các quặng sắt. Khi chiết tách và nung chảy quặng sắt chúng ta thu được sắt nguyên chất, có thể được chế tạo thành nhiều sản phẩm khác nhau bằng máy móc hoặc quá trình gia công.

Ngược lại, thép là một hợp kim được tạo thành từ sắt và cacbon chủ yếu, kèm theo các nguyên tố như manganese, silic, và các nguyên tố hợp kim khác. Tùy thuộc vào tỉ lệ pha trộn các nguyên tố này, chúng ta có thể tạo ra các loại thép với đặc tính và ứng dụng khác nhau. Quá trình sản xuất thép thường điều chỉnh tỉ lệ và quá trình nung chảy để đạt được thành phần và tính chất mong muốn. 

Dưới đây là 3 cách phân biệt cơ bản nhất giữa sắt và thép mà bạn nên biết :

Màu sắc và Bề mặt:

  • Sắt nguyên chất thường có màu xám bạc bóng.
  • Thép có màu bạc nhưng có thể thay đổi tùy thuộc vào các nguyên tố hợp kim và lớp phủ bên ngoài.

Phân biệt bằng nam châm:

  • Sắt nguyên chất có tính nhiễm từ, tức là nó sẽ bị nam châm hút mạnh.
  • Thép cũng có tính nhiễm từ, nhưng có thể kém hơn, đặc biệt là trong trường hợp của các loại thép không gỉ.

Kiểm Tra với Các Hóa Chất:

  • Sắt sẽ phản ứng với axit clohydric (HCl) tạo thành khí hydro.
  • Thép không phản ứng hoặc phản ứng chậm hơn với HCl.

Trong thực tế việc phân biệt giữa sắt và thép có thể trở nên phức tạp hơn nếu chúng được sử dụng trong các hợp kim hoặc quá trình gia công đặc biệt.

Cách phân biệt sắt và thép cơ bản
Cách phân biệt sắt và thép cơ bản

Tác dụng của kim loại sắt đối với sức khỏe con người

Kim loại sắt đóng vai trò quan trọng đối với sức khỏe con người trong nhiều khía cạnh. Dưới đây là một số tác dụng quan trọng của sắt đối với sức khỏe:

  • Hình thành hồng cầu: Sắt là thành phần chính của hồng cầu, tạo ra hồng cầu để vận chuyển oxy từ phổi đến các tế bào và mô trong cơ thể. Việc thiếu hụt sắt có thể dẫn đến thiếu máu và suy giảm sức khỏe.
  • Hỗ trợ chức năng hô hấp: Sắt là một phần của hemoglobin trong hồng cầu giúp máu vận chuyển oxy đến các mô và cung cấp năng lượng cho cơ thể. Nếu thiếu sắt có thể gặp khó khăn trong việc cung cấp oxy đến các cơ quan và mô.
  • Hỗ trợ chức năng miễn dịch: Sắt cũng là một phần của các enzyme miễn dịch và hệ thống miễn dịch, giúp cơ thể chống lại vi khuẩn và các bệnh tật khác.
  • Phát triển não: Sắt cần thiết cho sự phát triển bình thường của não, đặc biệt là ở trẻ em. Thiếu hụt sắt ở trẻ em có thể gây ra tình trạng suy dinh dưỡng và ảnh hưởng đến sự phát triển trí não.
  • Năng lượng: Sắt cũng cần thiết cho quá trình trao đổi chất và sản xuất năng lượng trong cơ thể. Nó giúp duy trì sức khỏe toàn diện và tăng cường sức đề kháng.

Tuy nhiên, cũng cần lưu ý rằng việc tiêu thụ quá nhiều sắt cũng có thể gây hại cho sức khỏe. Việc duy trì một lượng sắt cân đối trong cơ thể là rất quan trọng để đảm bảo sức khỏe tốt nhất.

Sắt là thành phần chính của hồng cầu
Sắt là thành phần chính của hồng cầu

Ứng dụng của kim loại sắt

Kim loại sắt và các hợp kim của sắt có mặt ở khắp các lĩnh vực từ đồ gia dụng trong đời sống hàng ngày cho đến sản xuất. Sắt được ứng dụng khá phổ biến trong các ngành như:

  • Đồ dùng gia dụng thì có: Bàn ghế, thùng rác, kệ sắt, móc treo các loại máy móc thiết bị dùng trong gia đình như: máy giặt, máy xay, máy cắt…
  • Đồ dùng nội thất, ngoại thất có thể kể đến như: Cầu thang, cửa sắt, cổng sắt, lan can, hàng rào sắt, tủ sắt, kệ sắt, phụ kiện của cửa, chân trụ đèn…
  • Ngành giao thông vận tải ứng dụng trong các loại cầu đường như: Cầu vượt, cầu bắc qua sông, cầu đi bộ; đường sắt thì có đường ray xe lửa; cột đèn đường; khung sườn của một số phương tiện như: tàu hỏa, ô tô, xe máy…
  • Ứng dụng trong ngành xây dựng như: Giàn giáo sắt, chốt, trụ vững, khung cốt thép, lưới an toàn…
Sắt được ứng dụng rất rộng rãi
Sắt được ứng dụng rất rộng rãi
  • Ngành cơ khí: Các bộ phận của máy móc thiết bị, phụ kiện cơ khí, bản lề cửa. Bên cạnh đó sắt còn là nguyên liệu không thể thiếu trong quá trình gia công cơ khí cho những sản phẩm chủ lực làm theo yêu cầu từ khách hàng.
  • Ngành y: Sắt là một chất dinh dưỡng không thể thiếu trong cơ thể của con người. Sắt sẽ được bào chế sau đó kết hợp cùng một số loại thuốc có khả năng chữa bệnh cho con người. Để sức khỏe được đảm bảo bạn nên bổ sung một lượng sắt vừa đủ để không bị dư thừa sắt trong cơ thể. Nếu lượng sắt bị thừa tích lũy lâu ngày sẽ dễ ảnh hưởng đến các bộ phận khác như: gan, tim, tủy, các khớp… Bên cạnh đó sắt còn được dùng để làm giường bệnh, tủ y tê , cây treo truyền dịch, xe lăn, xe đẩy…

Trên đây là những thông tin chi tiết nhất giải đáp khái niệm sắt là gì và các hợp kim của sắt. Mong rằng bài viết đã giúp bạn hiểu hơn về kim loại sắt và ứng dụng của nó. Nếu như bạn đang có nhu cầu bán phế liệu đồng các loại hãy liên hệ cho Phế Liệu Hòa Bình. Chúng tôi cung cấp dịch vụ thu mua phế liệu sắt, đồng, nhôm, chì, vải,….giá cao, tận nhà tại TP Hồ Chí Minh và trên toàn quốc.

  • Hotline: 0933 056 678
  • VP: Đường Nữ Dân Công Vĩnh Lộc A Bình Chánh, TP Hồ Chí Minh
  • CS1: Đường cao tốc Mỹ Phước Tân vạn Tân Uyên Bình Dương.
  • CS2: Quốc Lộ 51 Long thành Đồng Nai
  • Email: loc241992@gmail.com
  • Fanpage: https://www.facebook.com/phelieuhoabinh
Đánh giá bài viết
Hoàng Lộc

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *