Kort svar: Järnsulfat är en av industrins vanligaste järnkemikalier. Det uppstår bland annat som biprodukt när stål betas i svavelsyra och när titandioxid tillverkas. I stor skala används det som fällningskemikalie vid rening av avloppsvatten, där järnet binder fosfor och partiklar så att de kan avskiljas. Det används också i cement för att omvandla sexvärt krom till trevärt krom, som är mindre lösligt, och som råvara för järnoxidpigment.
Var kommer järnsulfatet ifrån?
Förr utvanns järnvitriol ur vittrad malm vid gruvorna, vilket vi beskriver i artikeln om vitriolens historia. Idag kommer det mesta från industriella processer där järn och svavelsyra möts:
- Betning av stål. När stål rengörs från glödskal och rost i ett bad av svavelsyra löses järn upp. Ur den förbrukade syran kan järnsulfat utvinnas.
- Tillverkning av titandioxid. Titandioxid är det vita pigmentet i bland annat färg och plast. I den så kallade sulfatprocessen bildas stora mängder järnsulfat som biprodukt.
- Direkt framställning. Järnsulfat kan också framställas genom att järn löses i svavelsyra.
Att mycket järnsulfat är en biprodukt innebär att ett restflöde från en industri kan bli en råvara i en annan.
Vattenrening: fällning av fosfor och partiklar
En av de största användningarna är i reningsverk för avloppsvatten. Där används järnsalter, bland annat järnsulfat, som fällningskemikalier.
Principen är enkel att beskriva. Järnjonerna reagerar med fosfat i vattnet och bildar svårlösliga föreningar. Samtidigt bildas flockar av järnhydroxid som fångar upp små partiklar. Flockarna sjunker och kan avskiljas som slam. På så sätt minskar mängden fosfor i det renade vattnet, vilket är viktigt eftersom fosfor bidrar till övergödning av sjöar och hav.
Järnsulfat innehåller järn(II), som i reningsprocessen ofta oxideras till järn(III) för att fungera som bäst. Därför används även järn(III)sulfat och järn(III)klorid för samma ändamål. Skillnaderna mellan de olika järnsalterna går vi igenom i jämförelsen mellan järnföreningarna.
Det här är storskalig processteknik som sköts av reningsverk och industrier. Järnvitriol för hemmabruk är inte avsedd för att behandla vatten, varken i brunnar, dammar eller akvarier.
Cement: att omvandla sexvärt krom
Cement kan innehålla små mängder krom, och en del av det kan finnas som sexvärt krom. Sexvärt krom är känt för att kunna ge allergiska hudbesvär hos personer som ofta arbetar med våt cement och betong. Inom EU finns därför en gräns för hur mycket lösligt sexvärt krom cement får innehålla.
För att klara gränsen tillsätts ofta järnsulfat. Järn(II) fungerar som reduktionsmedel: det lämnar ifrån sig elektroner till kromet, som då övergår till trevärt krom. Trevärt krom är mycket mindre lösligt i vatten. Själva järnet oxideras samtidigt till järn(III).
Eftersom järn(II) oxiderar i luft och fukt har reduktionen en begränsad hållbarhet. Det är en anledning till att cementsäckar ofta har en angiven period under vilken kromhalten håller sig under gränsen, om säcken förvaras torrt och oöppnad. Det är samma kemi som gör att järnvitriol blir brun i en öppen påse, vilket vi förklarar i artikeln om varför järnvitriol blir gul eller brun.
Pigment: järnoxider i många färger
Järnoxider är bland de viktigaste färgpigmenten i världen och ger röda, gula, bruna och svarta kulörer i bland annat betong, takpannor, färg och plast. En del av dessa pigment framställs ur järnsulfat.
Förenklat går det till så att järnet i en järnsulfatlösning fälls ut och oxideras under kontrollerade förhållanden. Temperatur, pH och syretillförsel avgör vilken järnoxid som bildas och därmed vilken färg det blir. Gula pigment kan sedan hettas upp till röda.
Redan förr visste man att upphettad järnvitriol lämnade efter sig ett rött pulver. Det röda pulvret användes som pigment och polermedel långt innan man förstod kemin bakom det.
Andra användningsområden
Järnsulfat används också inom flera andra områden, till exempel:
- Som järnkälla i gödselmedel och i jordbruk och trädgård.
- I kemisk framställning, där det är en råvara för andra järnföreningar.
- Som reduktionsmedel i olika industriprocesser, där järn(II) får lämna ifrån sig elektroner.
- I hantverk, där järn tillsammans med garvämnen ger gråa och svarta toner.
Hantering i industrin
I industrin hanteras järnsulfat i stora mängder, och samma faroangivelser gäller som för den lilla påsen hemma: skadligt vid förtäring, irriterar huden och kan orsaka allvarlig ögonirritation. Yrkesmässiga användare får ett säkerhetsdatablad med information om skyddsutrustning, förvaring och vad man gör vid spill. Hur ett sådant blad är uppbyggt förklarar vi i guiden om säkerhetsdatablad och faromärkning.
Vanliga frågor om järnsulfat i industrin
Varför används järn för att rena avloppsvatten?
Järnjoner binder fosfat och bildar flockar som fångar partiklar, så att de kan avskiljas som slam.
Varför tillsätts järnsulfat i cement?
För att omvandla sexvärt krom till trevärt krom, som är mindre lösligt.
Kommer järnsulfat från gruvor idag?
Mest från industriella processer, till exempel betning av stål och tillverkning av titandioxid.
Kan jag använda järnvitriol för att rena vatten hemma?
Nej. Vattenrening är storskalig processteknik, och järnvitriol för hemmabruk är inte avsedd för det.
