تطبيق مسحوق الماجنتيت أكسيد الحديد

تطبيق المسحوق المغناطيسي

يُستخدم الماجنتيت الطبيعي Fe3O4 لسوائل حفر النفط والطين الزيتي

يمكن استخدام نوع الماجنتيت على نطاق واسع لسوائل الحفر، بما في ذلك المياه العذبة، والمياه المالحة والطين الزيتي. يمكن استخدامه لزيادة

كثافة جميع سوائل الحفر والإكمال إلى 25 رطل/جالون (3.0 كثافة خاصة). يتم استخدامه بشكل متكرر في الطين الزيتي ذي الكثافة العالية.

ت تحتوي السوائل الموزونة بهذا الماجنيت على نسبة أقل من المواد الصلبة حجماً مقارنةً بتلك الموزونة بالبارايت، مما يسمح بأوزان طينية أعلى

ممكنة. إنه مفيد بشكل خاص في السوائل ذات الكثافة العالية.

أكسيد الحديد المغنتيت المستخدم في حفر النفط وإزالة الكبريتيدات وعامل الوزن

في حفر النفط الخام، يتم استخدام الطين المائي كسائل حفر. عادةً ما يُصنع باستخدام مركبات مثل الباريت والطين البنتونايت لضمان تزييت جيد، وقد تم البحث في مواد أخرى قد تكون مفيدة وأرخص - ولكن الأهم أنها أكثر تحملًا للضغوط والدرجات الحرارية العالية الخاصة بعمليات الحفر الحديثة. عادةً لهذه التطبيقات، يتم استخدام مادة أثقل؛ طين ذو كثافة نوعية أعلى. يمكن استبدال الباريت بالماغنتيت بنسبة 1:1 وهو فعال. أظهرت الدراسات أن الكثافة يمكن زيادة من 14.5 إلى 14.9 ppg (أي كثافة أكبر مع كمية أقل من المواد الصلبة، مما يقلل التكاليف). تم ملاحظة رهولوجيا مستوية وتم تسجيل ملف أفضل فيما يتعلق باللزوجة والمرونة، مما يعني تنظيفًا أفضل للثقوب في معدات الحفر. كما تم تحسين خصائص الترشيح مقارنة بالباريت، حيث انخفض حجم الفلتر بنسبة حوالي 30٪ وأقل وزن بنسبة 16٪. يمكن أيضًا استخدام الماغنتيت على شكل نانو جسيمات لسوائل الحفر المخصصة، حيث يكون هناك علاقة خطية بين الإجهاد الناتج والدرجة الحرارية. بالإضافة إلى ذلك، في حفر النفط والغاز، يمكن للماغنتيت مساعدة إزالة الكبريتيدات. بنفس الطريقة التي تستخدم فيها خصائص زيادة الكثافة في الطين المائي، يمكن استخدام الماغنتيت بشكل مشابه كمادة ثقيلة في عمليات سد آبار الاستخراج.

أكسيد الحديد Fe3O4 المغنتيت المستخدم لتحفيز الأمونيا والهيدروكربونات

أكثر تطبيقات الماجنيت الرمل الأسود شهرة هو في التركيب الصناعي للأمونيا من خلال عملية هابر-بوش (H-B). تنتج عملية H-B الأمونيا عن طريق تحويل النيتروجين الجوي مع الهيدروجين تحت درجات حرارة وضغوط مرتفعة، باستخدام محفز حديدي غير متجانس. يعتبر الماجنيت المادة الخام الرئيسية لهذه العملية. يتم تخفيض الماجنيت المطحون جزئيًا للتخلص من بعض الأكسجين، مما يترك محفزًا يحتوي على نواة من الماجنيت ومغلف خارجي من أكسيد الحديد الفردي (FeO، الويرستايت). تأتي ميزة هذا المحفز من انتشاره، وبالتالي فهو مادة ذات نشاط عالٍ ومساحة سطحية كبيرة. تعتبر الأمونيا مادة كيميائية رئيسية وهي مكون رئيسي في تصنيع الأسمدة، واستخدام الماجنيت في عملية H-B يقدم محفزًا رخيص التكلفة وموثوق به لهذا العملية ذات الأهمية العالمية.

Fe3O4 الماجنيت المستخدم لتنقية المياه ومعالجة المياه

المغنتيت هو معدن أكسيد حديدي يحدث بشكل طبيعي ولديه تطبيقات في عدة صناعات، أحد الاستخدامات هو في تنقية المياه: في الفصل المغناطيسي ذي التدرج العالي، يتم إدخال جزيئات نانوية من المغنتيت في الماء الملوث، حيث ستتداخل مع الجسيمات المعلقة (مثل المواد الصلبة، البكتيريا، أو الطحالب على سبيل المثال) وتسقط إلى قاع السائل، مما يسمح بإزالة الملوثات وإعادة تدوير واستخدام جزيئات المغنتيت مرة أخرى.

تم استخدام الماجنتيت بشكل واسع في تنقية المياه وتم تشكيله إلى ميكروكروسبوليميرات بجانب الستايرين والديفينيلبنزين لإنتاج راتنجات تبادل أيوني مغناطيسية، مما أظهر كفاءة جيدة في إزالة معادن الكوبالت السامة والملوثات النيترات من الماء. وفي مصنع بأستراليا، تم استخدام الماجنتيت ذو الحجم الميكروني كعامل كيميائي في تنقية وتوضيح المياه، مما ينتج مصدرًا صالحًا للشرب من مياه سطحية وأرضية ذات جودة منخفضة. تم حل المشكلات المتعلقة بصعوبة إزالة العامل 'المحمّل' من خلال الطبيعة المغناطيسية للماجنتيت. يمكن إزالة الهيدروكربونات المكلورة من الماء باستخدام البكتيريا التي تم امتصاصها على الماجنتيت، والتي يمكن بعد ذلك إزالتها باستخدام حقل مغناطيسي.

فيما يتعلق بأكثر عمليات الترشيح تطورًا لمياه الشرب الأكثر تلوثًا، غالبًا ما يتم استخدام الماجنيتايتد مع مواد أخرى. يمكن تقليل المواد العضوية الكربونية الكلية بنسبة تصل إلى الثلثين في مياه الصرف الحمضية خلال ساعتين فقط بوجود الماجنيتايتد كمحفز مشترك مع أكسيد الحديد التقليدي، وفي درجة الحرارة المحيطة. بالإضافة إلى ذلك، عند الجمع بينه مع المركب المرتبط الهيماتيت، يمكن للماجنيتايتد إزالة 75٪ من بقايا الكربون العضوي في مياه الصرف الناتجة عن مصانع مستحضرات التجميل، مع الفائدة الإضافية لإزالة شبه كاملة للنитروجين الذائب.

تتضمن الاستخدامات الأخرى للكرومت في تطبيقات الترشيح إزالة اليورانيوم السداسي من التربة عندما تكون مصحوبة ببكتيريا تخفيض المعادن Ochrobactrum، حيث أظهرت وجود الكرومت مساعدة في تثبيت اليورانيوم - مع تقليل قابليته للإزالة بشكل كبير عند غياب الكرومت. وأثبتت الكرومت مساعدتها في هضم النفايات الحلبية بطريقة غير هوائية.

أكسيد الحديد Fe3O4 الماجنيت المستخدم لأغراض طبية

لقد وجدت الماجنيتايت استخدامًا واسعًا في المجال الطبي. وقد تمت ملاحظة استخراج الحمض النووي من حبوب الذرة باستخدام الماجنتيت والمركبات المكونة من الماجنيتايت والسيليكا، وكلاهما يؤدي بشكل أفضل من أدوات استخراج الحمض النووي التجارية. كان الاستخراج باستخدام أكسيد الماجنيتايت الأسود عالي الإنتاجية وأدى إلى استخراج مناسب للاستخدام في عملية الهضم الإنزيمي وعملية التفاعل المتسلسل للبوليمريز. تم استخدام مسحوق الماجنيتايت بحجم 5 ميكرون كصبغة في الجيلاتين الملون لاختبار نشاط البروتينات - تحلل البروتينات إلى ببتيدات أصغر وأو أحماض أمينية.

غالبًا ما يتم الإبلاغ عن وكلاء التباين في التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) كتطبيقات فعالة للماجنيتايت بسبب خواصها الفائقة البارامغناطيسية - فهي تصبح مغناطيسية داخل الحقل المغناطيسي القوي لجهاز التصوير بالرنين المغناطيسي، ولكنها تخسر هذه الخاصية عندما يُزال الحقل، وهي قابلة للكشف بشكل كبير.

أكسيد الحديد Fe3O4 المغنتيت المستخدم في تطبيقات الطاقة

بينما أثبتت المغنتايت قدرتها في استخراج الوقود الأحفوري، هناك أمثلة على استخدامها في إنتاج الطاقة القابلة للاستخدام بطريقة أكثر استدامة. في الخلية الكهروكيميائية الدقيقة (الميكروبية)، يتم إنتاج وقود قابل للاستخدام عندما تمر التيار الكهربائي عبر محلول كهربائي غني ببكتيريا معينة، بنفس الطريقة التي يتم بها إنتاج الهيدروجين عن طريق التحليل الكهربائي. لقد تبيّن أن إضافة المغنتايت إلى مثل هذا النظام توفر أداءً ممتازًا لخطوات نقل الأكسجين، مما يؤدي إلى زيادة كفاءة النظام بشكل عام. بالإضافة إلى ذلك، فإن المغنتايت الموجودة تكون فعالة أيضًا في إزالة شوائب الحمأة - إذا كان النظام يستخدم مياه ملوثة. تم إثبات أن إنزيمات الليباز المرسَبة على المغنتايت هي منتجات فعّالة للوقود الحيوي (البيوديزل)، تمامًا كما هو الحال مع الإنزيمات الأخرى. ومع ذلك، فإن المصادر الفطرية وغير البروبيوتية لهذه الإنزيمات مرتبطة بمنتجات جانبية ضارة، بينما لا تُعرف الإنزيمات البروبيوتية بكفاءتها واستقرارها مقارنة بنظيراتها الفطرية. يتيح رصدها على المغنتايت نظامًا يعمل بشكل أفضل.