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鉛やアルミ製の文鎮の作り方は見つかったのですが、砂鉄を生成する方法って窯を使った本格的な方法しかないのでしょうか?
ホームセンターで買える材料・道具で、専門的な技術や資格が必要でない方法があれば教えていただきたいです

質問者からの補足コメント

  • どのような道具を使えばいいでしょうか?
    ホームセンターの材料で作れるものがあれば教えてほしいです

    No.1の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時:2015/11/28 21:51
  • どのような装置を作ればいいでしょうか?

    No.2の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時:2015/11/28 22:36
gooドクター

A 回答 (8件)

多くの人が知っている簡単な方法でできますが、学んだことが、すぐ結びついていないので出てこないのじゃないかと。


 砂鉄とは、ご存じだと思いますが、砂鉄は四酸化三鉄( https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9B%9B%E9%85%B8 … )を主成分とする鉄の鉱石の砂です。
 砂鉄--厳密には成分分析が必要ですが---にアルミ粉を混ぜて、マグネシウムリボンなどで点火すると、テルミット反応--ゴルトシュミット法で溶融鉄を取り出せばできます。高校程度の化学では定番中の定番の実験で、授業でさんざん経験があるのじゃないかと思います。私は中学校では化学クラブのショーで、高校時代には行いましたし、今は生徒たちに酸化還元の単元で必ずさせている。
ゴールドサミット溶接 - Google 検索( https://www.google.co.jp/search?q=%E3%83%AC%E3%8 … )で画像を選択すると写真が、動画も

 砂鉄の組成の目安がたてば、化学を思い出してモルを使って必要なアルミ粉を少し余分に計り取ります。それをよく混ぜて(少し湿らしたほうが良いです。)耐熱性の容器--黒鉛が良いですが、湿らした厚紙を内側に巻いたロート状の鉄や陶磁器でも大丈夫です。
 中央にマグネシウムリボンを立てて点火すると下部から溶融した鉄が取り出せます。

★ 母校の理科の先生にでも相談するとアドバイスがもらえるでしょう。テルミットの経験のない理科の先生はまずいないかと。
『教育分野では高等学校化学Ⅰの無機化学の分野で酸化還元反応の一例として教科書に記載されている場合があり、演示実験として酸化鉄Ⅲ-アルミニウム粉末テルミット反応が使われる場合がある。( https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%86%E3%83%AB … )』
 モルの計算はわかりますよね。
3Fe₃O₄ + 8Al → 9Fe + 4Al₂O₃
として、
3mol  8mol  9mol
それぞれ
Fe₃O₄の式量 約 232
アルミの原子量 約 27
鉄の原子量  約56

ですのでざっと計算すると
Fe₃O₄ 約 696g
アルミ 約 216g
から、
鉄   約504g
とりだせる。

 私の経験からは収率が50%弱として、1.4kgの砂鉄と、500g程度のアルミ粉--試薬ヒトビンすべて使って、1kgの鉄がとりだせる。さすがこの寮になると危険なので室内で行えません。二階の天井まで火柱が10分程度吹き上がりつづけるのじゃないかと。

 鉄の融点は1500℃を超えますが、鋳鉄を使うと比較的低温で溶けます。鋳鉄はFe-C共晶系(1147℃)ですから・・バーナー程度で溶けます。--時間はすごくかかると思う。砂で鋳型を作って流し込む。

 テルミット法では炭素を含まない純鉄に近い組成になります。
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この回答へのお礼

理系ではないので高校ではやっていないです。
検索してみて無理そうであれば、図書館などでほかの方法を探してみます。

お礼日時:2015/12/03 22:04

No.7です。


 テルミットにしろ、鋳物にしろ専門的な知識は必要ですよ。それも相当なレベルの知識が。私も数十グラム程度までしか経験がない。酸化銅で行ったときは激しすぎて死ぬかと思った。
 テルミットなら電気もガスもいらないので、線路の溶接に使われる。
 鉄道の保守作業をされている知人でもいれば・・
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カセットボンベタイプのガストーチで、1200℃ぐらいです。


高カロリーガスを使った物で1400℃ぐらいです。
鉄が溶けるのは1500℃以上なので無理です。

七輪で窯を作って、空気を送って… 炭が少ないので砂鉄が落ちてしまいます。
おまけに、炭の減る量が早いのでどうにもなりません。
底を抜いた七輪を2段重ねにするとか工夫が必要だと思います。

石炭とかを使うと良いかもしれません。
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昔、鍋や釜の修繕をする行商人たちの使っていた道具はためしてみる価値があるかも。


 純度の高い炭と、酸素を送り込みより火力を強めるための吹い子の組み合わせ。
 それで溶ける寸前ぐらいまでか。。
 それ以上となると、本格的な窯になるでしょう。
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この回答へのお礼

そういう行商人がいたことは知りませんでした。
調べてみます。

お礼日時:2015/12/03 22:05

プロパンガスのみのバーナーでは無理ですね


鉄工所などでガス溶接をする際はアセチレンガス+酸素で鉄を溶かします。

ホームセンターなどの材料で、となったら・・・・砂鉄のような酸化鉄ではなく鉄棒や針金などちゃんと精錬済みの鉄の素材を溶接していく、という感じですかね

TIG溶接機とかでちょっとずつくっつけていく感じかな?
http://www.monotaro.com/g/01142577/
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たたら製鉄みたいのをしたいわけですね。


http://www.hitachi-metals.co.jp/tatara/nnp0103.htm

ガスバーナーでは温度が低いので溶解すらしません。

思い当たるのは七輪と石炭(コークス)かな。
それにブロアー。
しかし、アマチュアレベルではできそうにもないな。
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砂鉄は空気中で酸化されて酸化鉄に成って居ます。


木炭などを同時に不完全燃焼させてCOを発生させ、高温の中で酸化鉄から酸素を奪う事で鉄と成り、溶けて固まりの鉄を取り出すことが出来ます。

簡単な方法として、木炭を燃やした中に上から砂鉄を投入し、下から空気を送り込むことで高温で燃焼し、木炭に酸素を奪われた砂鉄が溶けて鉄と成ります。
ホームセンターですべて購入できると思いますが、ガスバーナーで焼いて溶かすだけでは鉄とは成らず、それなりの装置を作る必要が有りそうです。

http://www2.memenet.or.jp/kinugawa/yume/05021.pdf
この回答への補足あり
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鉄を溶かすのは、普通より高い温度が必要です。

ガスバーナー程度では、ちょっと無理でしょう。
この回答への補足あり
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