Application de la poudre de magnétite d'oxyde de fer
Application de la poudre magnétique
Magnétite naturelle Fe3O4 utilisée pour les fluides de forage pétrolier et les boues à base d'huile
Le type de magnétite peut être largement utilisé pour les fluides de forage, y compris l'eau douce, l'eau de mer et les boues à base d'huile. Il peut être utilisé pour augmenter
la densité de tous les fluides de forage et d'achèvement jusqu'à 25 lb/gal (3,0 s.g.). Il est le plus souvent utilisé dans les boues à base d'huile à haute densité.
Les fluides chargés avec cette magnétite contiennent moins de solides par volume que ceux chargés avec de la barite, permettant ainsi des poids de boue plus élevés.
possible. Il est particulièrement utile dans les fluides de tuer à haute densité.
oxyde de fer magnétite utilisé pour le forage pétrolier, élimination des sulfures et agent de lest
Dans le forage de pétrole brut, une boue à base d'eau est souvent utilisée comme fluide de forage. Généralement fabriquée à l'aide de composés tels que la barite et les argiles de bentonite pour offrir une bonne lubrification, des recherches ont exploré d'autres matériaux qui pourraient être avantageux et/ou moins coûteux - mais surtout plus tolérants aux processus de forage à haute pression et haute température d'aujourd'hui. Typiquement pour de telles applications, un matériau plus dense est utilisé ; une boue avec une gravité spécifique plus élevée. La barite peut être remplacée par du magnétite à raison de 1:1 et cela fonctionne efficacement. Les recherches ont montré que la densité pouvait être augmentée de 14,5 à 14,9 ppg (c'est-à-dire une plus grande densité avec une quantité inférieure de solides, réduisant ainsi les coûts). Une rhéologie plate a été observée et un profil de viscosité-élasticité supérieur a été noté, ce qui signifie un meilleur nettoyage des trous dans l'équipement de forage. Les propriétés de filtration ont également été améliorées par rapport à la barite, avec un volume de filtre presque 30 % plus faible et un poids 16 % moindre. Le magnétite peut également être utilisé sous forme de nanoparticules pour des fluides de forage sur mesure, avec une relation linéaire entre la contrainte de cisaillement et la température. De plus, dans le forage pétrolier et gazier, le magnétite peut aider à éliminer les sulfures. De manière similaire aux propriétés d'amélioration de la densité dans les boues à base d'eau, le magnétite peut être utilisé de manière analogue en tant qu'agent de lest dans le cimentage des puits d'extraction.
oxyde de fer Fe3O4 magnétite utilisé pour la catalyse de l'ammoniac et des hydrocarbures
l'application la plus connue de la magnétite sable noir est dans la synthèse industrielle d'ammoniac par le procédé Haber-Bosch (H-B). Le procédé H-B produit de l'ammoniac en transformant l'azote atmosphérique avec de l'hydrogène sous des températures et pressions élevées, en utilisant un catalyseur hétérogène à base de fer. La magnétite est le matériau source principal pour cela. La magnétite broyée est partiellement réduite, ce qui lui fait perdre une partie de son oxygène, laissant un catalyseur doté d'un cœur en magnétite et d'une couche externe en oxyde ferreux (FeO, würstite). L'avantage de ce catalyseur réside dans sa porosité, et ainsi il s'agit d'un matériau très actif avec une grande surface spécifique. L'ammoniac est un substrat chimique majeur et est un composant clé dans la fabrication d'engrais, et l'utilisation de magnétite dans le procédé H-B fournit un catalyseur peu coûteux et fiable pour ce processus d'importance mondiale.
Fe3O4 magnétite utilisée pour la purification de l'eau et le traitement de l'eau
La magnétite est un minéral oxyde de fer naturel avec des applications dans plusieurs industries. L'une de ses utilisations est dans la purification de l'eau : en séparation magnétique à gradient élevé, des nanoparticules de magnétite introduites dans l'eau contaminée s'attacheront aux particules en suspension (solides, bactéries ou plancton, par exemple) et se déposeront au fond du fluide, permettant ainsi d'éliminer les contaminants et de recycler et réutiliser les particules de magnétite.
La magnétite a été utilisée de manière extensive dans la purification de l'eau et a été formée en microsphères polymériques avec le styrène et le divinylebenzène pour produire des résines d'échange ionique magnétiques, montrant une bonne efficacité pour éliminer les contaminants toxiques de cobalt et de nitrates de l'eau. Dans une usine en Australie, de la magnétite à l'échelle micrométrique a été utilisée comme réactif dans la purification et la clarification de l'eau, produisant une eau potable à partir d'eaux souterraines et de surface de mauvaise qualité. Les problèmes liés à un réactif 'chargé' difficile à retirer ont été résolus grâce à la nature magnétique de la magnétite. Les hydrocarbures chlorés peuvent être retirés de l'eau par des bactéries adsorbées sur la magnétite, qui peuvent ensuite être retirées à l'aide d'un champ magnétique.
En ce qui concerne les processus de filtration les plus avancés pour l'eau la plus fortement contaminée, le magnétite est souvent utilisé avec d'autres composés. Les résidus de carbone organique total peuvent être réduits de presque deux tiers dans les eaux usées acides en seulement deux heures grâce à la présence de magnétite en tant que co-catalyseur avec l'oxyde de fer conventionnel, à température ambiante. De plus, lorsque combiné avec l'hématite, un composé apparenté, le magnétite peut éliminer 75 % des résidus de carbone organique dans les eaux usées des usines de cosmétiques, avec l'avantage supplémentaire de retirer presque complètement les espèces azotées dissoutes.
D'autres utilisations de la magnétite dans les applications de filtration incluent l'élimination de l'uranium hexavalent du sol en présence de bactéries réductrices de métaux Ochrobactrum, où la présence de magnétite a été montrée pour aider à l'immobilisation de l'uranium - avec une capacité de retrait nettement inférieure sans la présence de magnétite. La magnétite a également été montrée pour aider à la digestion anaérobie des eaux usées laitières.
oxyde de fer Fe3O4 magnétite utilisé pour des applications médicinales
La magnétite trouve une large application dans le domaine médical. L'ADN a été extrait avec succès à partir de grains de maïs grâce à l'utilisation de magnétite et de composites magnétite-silice, ces méthodes donnant de meilleurs résultats que les kits commerciaux d'extraction d'ADN. L'extraction utilisant l'oxyde noir de magnétite a donné des rendements élevés et a produit des extraits adaptés pour la digestion enzymatique et le processus de réaction en chaîne par polymérase. La poudre de magnétite à l'échelle de 5 microns a été utilisée comme colorant dans de la gélatine teintée pour l'essai d'activité protéolytique - la décomposition des protéines en polypeptides plus petits et/ou en acides aminés.
Les agents de contraste d'imagerie par résonance magnétique (IRM) sont souvent cités comme des applications à haute efficacité de la magnétite en raison de leurs propriétés superparamagnétiques - ils deviennent magnétiques à l'intérieur du champ magnétique puissant de l'appareil IRM, mais perdent cette magnétisme lorsque le champ n'est plus appliqué, et sont très détectables.
oxyde de fer Fe3O4 magnétite utilisé pour des applications énergétiques
Bien que l'hématite ait démontré ses capacités dans l'extraction de combustibles fossiles, il existe quelques exemples de son utilisation dans la production d'énergie utilisable de manière plus durable. Dans une pile à combustible microbienne, un carburant utilisable est produit lorsque de l'électricité est passée à travers un électrolyte riche en bactéries spécifiques, de manière similaire à la production d'hydrogène par électrolyse. Il a été constaté que l'ajout d'hématite à un tel système offre d'excellentes performances pour les étapes de transport d'oxygène, ce qui conduit à une efficacité globale accrue du système. De plus, l'hématite présente est également efficace pour éliminer les boues sévicielles - si le système utilise de l'eau contaminée. Les lipases immobilisées sur de l'hématite se sont révélées être des productrices efficaces de biodiesel, tout comme d'autres lipases. Cependant, les sources fongiques et non probiotiques de lipases sont associées à des sous-produits nocifs, tandis que les lipases probiotiques ne sont pas connues pour leur stabilité et donc leur efficacité comparée à leurs homologues fongiques. L’immobilisation de ces lipases probiotiques sur de l’hématite aboutit à un système offrant de meilleures performances.