Aplicación de polvo de magnetita de óxido de hierro
Aplicación de polvo magnético
Magnetita natural Fe3O4 utilizada para fluidos de perforación de petróleo y lodos a base de aceite
El tipo de magnetita puede ser ampliamente utilizado en fluidos de perforación, incluyendo agua dulce, agua de mar y lodos a base de aceite. Se puede utilizar para aumentar
la densidad de todos los fluidos de perforación y terminación a 25 lb/gal (3.0 s.g.). Es más frecuentemente utilizado en lodos a base de aceite de alta densidad.
Los fluidos cargados con esta magnetita contienen menos sólidos por volumen que aquellos cargados con barita, lo que permite obtener pesos de lodo más altos
posible. Es especialmente útil en fluidos de mata de alta densidad.
magnetita de óxido de hierro utilizada para la eliminación de sulfuros en perforación de petróleo y como agente de peso
En la perforación de petróleo crudo, a menudo se utiliza un barro a base de agua como fluido de perforación. Normalmente se fabrica utilizando compuestos como la barita y arcillas de bentonita para proporcionar buena lubricidad; la investigación ha explorado otros materiales que podrían ser beneficiosos y/o más baratos, pero crucialmente más tolerantes a los procesos de perforación de alta presión y alta temperatura de hoy en día. Normalmente, para este tipo de aplicaciones, se utiliza un material más denso; un barro con mayor gravedad específica. La barita puede ser reemplazada por magnetita en una proporción de 1:1 y es efectiva. La investigación mostró que la densidad podría aumentar de 14.5 a 14.9 libras por galón (es decir, mayor densidad con una menor cantidad de sólidos, reduciendo costos). Se observó una reología plana y se notó un perfil superior de viscosidad-elastividad, lo que significa una mejor limpieza de los agujeros en el equipo de perforación. Las propiedades de filtración también se mejoraron en comparación con la barita, con casi un 30% menos de volumen de filtrado y un 16% menos de peso. La magnetita también puede utilizarse en forma de nanopartículas para fluidos de perforación personalizados, con una relación lineal entre el esfuerzo de corte y la temperatura. Además, en la perforación de petróleo y gas, la magnetita puede ayudar en la eliminación de sulfuros. De manera similar a las propiedades de mejora de densidad en el barro a base de agua, la magnetita puede usarse análogamente como agente de pesaje en el cementado de los pozos de extracción.
óxido de hierro Fe3O4 magnetita utilizada para la catalización de amoníaco y hidrocarburos
la aplicación más conocida de la magnetita arena negra es en la síntesis a escala industrial de amoníaco mediante el proceso Haber-Bosch (H-B). El proceso H-B produce amoníaco convirtiendo nitrógeno atmosférico con hidrógeno bajo temperaturas y presiones elevadas, empleando un catalizador de hierro heterogéneo. La magnetita es el material de origen principal para esto. La magnetita triturada se reduce parcialmente, liberándola de parte de su oxígeno, dejando un catalizador con un núcleo de magnetita y una capa externa de óxido ferroso (FeO, würstite). La ventaja de este catalizador radica en su porosidad, y por lo tanto es un material altamente activo con un área superficial grande. El amoníaco es un importante materia prima química y es un componente clave en la fabricación de fertilizantes, y el uso de magnetita en H-B proporciona un catalizador económico y confiable para este proceso de importancia global.
Fe3O4 magnetita utilizada para la purificación del agua y el tratamiento del agua
La magnetita es un mineral de óxido de hierro que ocurre naturalmente y tiene aplicaciones en varias industrias. Un uso es en la purificación del agua: en la separación magnética de gradiente alto, las nanopartículas de magnetita introducidas en el agua contaminada se unirán a las partículas en suspensión (sólidos, bacterias o plancton, por ejemplo) y se depositarán en el fondo del fluido, permitiendo eliminar los contaminantes y reciclar y reutilizar las partículas de magnetita.
La magnetita ha sido empleada extensivamente en la purificación del agua y se ha formado en microesferas poliméricas junto con estireno y divinilbenceno para producir resinas de intercambio iónico magnético, mostrando buena eficiencia en la eliminación de contaminantes tóxicos de cobalto y nitrato del agua. En una planta en Australia, la magnetita a escala micrónica se ha utilizado como reactivo en la purificación y clarificación del agua, produciendo un suministro potable a partir de aguas subterráneas y superficiales de baja calidad. Los problemas relacionados con la dificultad de eliminar un reactivo ‘cargado’ se resolvieron gracias a la naturaleza magnética de la magnetita. Los hidrocarburos clorados se pueden eliminar del agua mediante bacterias que se han adsorbido sobre la magnetita, la cual luego puede ser removida utilizando un campo magnético.
En términos de los procesos de filtración más avanzados para el agua más contaminada, a menudo se utiliza magnetita junto con otros compuestos. Los residuos de carbono orgánico total pueden reducirse en casi dos tercios en aguas residuales ácidas en solo dos horas por la presencia de magnetita como co-catalizador junto con óxido de hierro convencional, a temperatura ambiente. Además, cuando se combina con el compuesto relacionado hematita, la magnetita puede lograr la eliminación del 75% de los residuos de carbono orgánico en las aguas residuales de plantas cosméticas, con el beneficio adicional de eliminar casi por completo las especies de nitrógeno disuelto.
Otros usos de la magnetita en aplicaciones de filtración incluyen la eliminación de uranio hexavalente del suelo cuando está acompañado por bacterias reducidas de metal Ochrobactrum, donde se ha demostrado que la presencia de magnetita ayuda a la inmovilización del uranio, con una removilidad significativamente menor reportada sin la presencia de magnetita. Se ha demostrado que la magnetita ayuda en la digestión anaeróbica de aguas residuales lácteas.
óxido de hierro Fe3O4 magnetita utilizada para usos medicinales
La magnetita ha encontrado un amplio uso en el campo medicinal. Se ha demostrado que el ADN puede extraerse de los granos de maíz mediante el uso de magnete y compuestos de magnetita-silicio, ambos con un rendimiento mejor que los kits comerciales para la extracción de ADN. La extracción utilizando óxido negro de magnetita fue de alto rendimiento y resultó en extractos adecuados para su uso en la digestión enzimática y el proceso de reacción en cadena de la polimerasa. Polvo de magnetita a escala de 5 micras se ha utilizado como tinte en gelatina teñida para la evaluación de la actividad proteolítica: la descomposición de proteínas en polipéptidos más pequeños y/o aminoácidos.
Los agentes de contraste de Resonancia Magnética (RM) a menudo se citan como aplicaciones de alta eficacia de la magnetita debido a sus propiedades superparamagnéticas: se vuelven magnéticos dentro del fuerte campo magnético del instrumento de RM, pero pierden esta magnetización cuando el campo ya no se aplica, y son altamente detectables.
óxido de hierro Fe3O4 magnetita utilizado para usos energéticos
Aunque la magnetita ha demostrado su capacidad en la extracción de combustibles fósiles, hay algunos ejemplos de su uso en la producción de energía utilizable de una manera más sostenible. En una celda de combustible microbiano, se produce un combustible utilizable cuando se pasa electricidad a través de un electrolito rico en bacterias específico, de manera similar a como el hidrógeno se produce por electrólisis. Se ha encontrado que la adición de magnetita a dicho sistema ofrece un excelente rendimiento para los pasos de transporte de oxígeno, lo que lleva a una mayor eficiencia del sistema en general. Además, la magnetita presente también es efectiva para eliminar el lodo de aguas residuales, si el sistema utiliza agua contaminada. Las lipasas inmovilizadas en magnetita han demostrado ser productoras efectivas de biodiésel, al igual que otras lipasas. Sin embargo, es crítico que las fuentes fungicas y no probióticas de lipasas están asociadas con subproductos dañinos, mientras que las lipasas probióticas no son conocidas por su estabilidad y, por lo tanto, su eficiencia en comparación con sus contrapartes fúngicas. La inmovilización de estas lipasas probióticas en magnetita genera un sistema de mejor rendimiento.