铁粉在化工领域中的应用广泛且多样，其化学活性、成本效益及环境友好性使其成为催化、合成、环保处理等环节的重要材料。

催化与化学反应工程中的还原反应
硝基化合物还原：
芳香胺生产：铁粉在酸性介质中还原硝基苯为苯胺（中间体），替代传统硫化钠法，减少硫污染。
案例：
苯胺年产百万吨级工艺中，铁粉还原法因成本低占一定份额。
金属氧化物还原：
TiO₂生产：铁粉还原钛铁矿（FeTiO₃）生成Fe和TiO₂，硫酸法工艺关键步骤。

化工原料与中间体合成
◆ 铁盐及铁系化合物制备
硫酸亚铁（FeSO₄）：
原料：铁粉与硫酸反应，用于水处理絮凝剂、肥料（铁元素补充）及颜料。
环保联产：钛**副产硫酸亚铁，资源化利用。
氧化铁颜料：
铁红（Fe₂O₃）、铁黄（FeO(OH))生产：铁粉氧化法控制晶型与粒径，用于涂料、陶瓷着色。
◆ 有机化工中间体
格氏试剂（Grignard Reagent）辅助合成：
铁粉活化：提升反应活性，促进卤代烃与镁反应生成RMgX，用于醇、酮合成。
金属有机框架（MOFs）合成：
铁基MOFs：如MIL-101(Fe)，用于气体吸附或催化氧化反应。

环保与污染治理
◆ 废水处理
高级氧化工艺（AOPs）：
芬顿（Fenton）反应：Fe²⁺催化H₂O₂生成·OH自由基，降解难处理有机物。
非均相芬顿：负载型铁粉拓宽pH适用范围，减少铁泥产生。
重金属去除：
化学还原沉淀：零价铁还原Cr⁶⁺为Cr³⁺，生成Cr(OH)₃沉淀，用于电镀废水处理。
◆ 废气处理
脱硫脱硝：
干法脱硫：铁粉与SO₂反应生成FeS或FeSO₄，用于燃煤烟气净化。
选择性催化还原：铁基催化剂促进NH₃还原NOx为N₂，应用于化工装置尾气处理。

能源化工与储能材料
◆ 电池材料
锂离子电池：
磷酸铁锂正极：铁粉作为铁源，经高温固相法合成，用于动力电池，安全性高、寿命长。
钠离子电池：
普鲁士蓝类似物：铁基材料用于低成本储能系统。
◆ 氢能经济
储氢材料：
铁钛合金储氢：Fe-Ti合金粉末可逆吸附氢气，用于移动储氢装置。
光解水制氢：
Fe₂O₃光阳极：赤铁矿半导体材料催化水氧化产氧，耦合产氢反应。

材料表面处理与防腐
◆ 热喷涂与渗铁工艺
耐磨涂层：
铁基合金粉末：等离子喷涂形成高温耐磨层，用于化工机械部件（泵阀、反应釜）。
渗铁处理：
钢铁件渗铁强化：铁粉与活化剂共热，表面形成富铁层，提升耐蚀性。