Applicazione di polvere di magnetite di ossido di ferro
Applicazione di polvere magnetica
Magnetite naturale Fe3O4 utilizzata per fluidi di trivellazione e fanghi a base di olio
Il tipo di magnetite può essere ampiamente utilizzato per i fluidi di trivellazione, inclusi acqua dolce, acqua salata e fanghi a base di olio. Può essere usato per aumentare
la densità di tutti i fluidi di trivellazione e completamento fino a 25 lb/gal (3.0 s.g.). Viene utilizzato più frequentemente in fanghi a base di olio ad alta densità.
I fluidi resi pesanti con questa magnetite contengono meno solidi per volume rispetto a quelli resi pesanti con barite, consentendo peso specifico del fango più elevati
possibili. È particolarmente utile nei fluidi ad alta densità per l'uccisione di pozzi.
magnetite di ossido ferroso utilizzata per la rimozione di solfuri e come agente ponderante nella perforazione petrolifera
Nella perforazione per il petrolio grezzo, viene spesso utilizzata una polvere idrica come fluido di perforazione. Solitamente preparata usando composti come la barite e le argille di bentonite per garantire una buona lubrificazione, le ricerche hanno esplorato altri materiali che potrebbero essere benefici e/o più economici - ma soprattutto più tolleranti alle alte pressioni e temperature dei processi di perforazione attuali. Solitamente per tali applicazioni, viene utilizzato un materiale più denso; una polvere con gravità specifica maggiore. La barite può essere sostituita con magnetite in un rapporto 1:1 ed è efficace. Le ricerche hanno dimostrato che la densità poteva essere aumentata da 14,5 a 14,9 ppg (cioè maggiore densità con una quantità inferiore di solidi, riducendo i costi). È stata osservata una reologia piatta e si è notato un profilo di viscosità-elasticità superiore, il che significa un miglior pulito dei fori negli strumenti di perforazione. Le proprietà di filtrazione sono state inoltre migliorate rispetto alla barite, con un volume di filtrauto circa il 30% inferiore e un peso del 16% inferiore. La magnetite può anche essere utilizzata sotto forma di nanoparticelle per fluidi di perforazione personalizzati, con una relazione lineare tra lo stress di cedimento e la temperatura. Inoltre, nella perforazione petrolifera e gassiera, la magnetite può aiutare nel rimuovere solfidici. In modo analogo alle proprietà di aumento della densità nella polvere idrica, la magnetite può essere utilizzata allo stesso modo come agente ponderante nel cementaggio dei pozzi di estrazione.
ossido di ferro Fe3O4 magnetite utilizzato per la catalisi dell'ammoniaca e idrocarburi
la più nota applicazione della magnetite sabbia nera è nella sintesi su scala industriale di ammoniaca attraverso il processo Haber-Bosch (H-B). Il processo H-B produce ammoniaca convertendo l'azoto atmosferico con idrogeno a temperature e pressioni elevate, utilizzando un catalizzatore eterogeneo di ferro. La magnetite è il materiale principale per questo scopo. La magnetite macinata viene parzialmente ridotta, liberandola da parte del suo ossigeno, lasciando un catalizzatore con un nucleo di magnetite e una scorza esterna di ossido ferroso (FeO, würstite). Il vantaggio di questo catalizzatore risiede nella sua porosità, ed è quindi un materiale altamente attivo con un'alta area superficiale. L'ammoniaca è un importante materiale base chimico e un componente chiave nella produzione di fertilizzanti, e l'uso della magnetite nel processo H-B fornisce un catalizzatore economico e affidabile per questo processo di importanza globale.
Fe3O4 magnetite utilizzata per la purificazione dell'acqua e il trattamento delle acque
La magnetite è un minerale di ossido ferroso che si trova naturalmente e ha applicazioni in diverse industrie. Un suo utilizzo è nella purificazione dell'acqua: nella separazione magnetica ad alto gradiente, nanoparticelle di magnetite introdotte in acqua contaminata si legano alle particelle sospese (solidi, batteri o plancton, per esempio) e si depositano sul fondo del fluido, permettendo di rimuovere i contaminanti e di riciclare e riutilizzare le particelle di magnetite.
La magnetite è stata impiegata estensivamente nella purificazione dell'acqua ed è stata formata in microsfere polimeriche insieme al stirene e al divinilbenzene per produrre resine magnetiche di scambio ionico, dimostrando una buona efficienza nell'eliminare contaminanti tossici di cobalto e nitrati dall'acqua. In una fabbrica in Australia, la magnetite su scala micronica è stata utilizzata come reagente nella purificazione e chiarificazione dell'acqua, producendo un'acqua potabile a partire da acque sotterranee e superficiali di bassa qualità. I problemi legati alla difficoltà di rimozione di un reagente 'carico' sono stati risolti grazie alla natura magnetica della magnetite. Gli idrocarburi clorurati possono essere rimossi dall'acqua tramite batteri assorbiti sulla magnetite, che possono poi essere eliminati utilizzando un campo magnetico.
In termini di processi di filtrazione più avanzati per l'acqua più contaminata, il magnetite viene spesso utilizzato insieme ad altri composti. I residui di carbonio organico totale possono essere ridotti di quasi due terzi nell'acqua di scarico acida in soli due ore grazie alla presenza di magnetite come co-catalizzatore insieme all'ossido di ferro convenzionale, a temperatura ambiente. Inoltre, quando combinato con l'ematite, un composto correlato, il magnetite può eliminare il 75% dei residui di carbonio organico nelle acque reflue delle impianti cosmetici, con il vantaggio aggiuntivo di rimuovere quasi completamente le specie di azoto disciolto.
Ulteriori utilizzi della magnetite nelle applicazioni di filtri includono la rimozione di uranio esavalente dal suolo quando accompagnato dalle batterie metalloreductive Ochrobactrum, dove la presenza di magnetite è stata dimostrata per aiutare l'immobilizzazione dell'uranio - con una rimuovibilità significativamente inferiore riferita in assenza di magnetite. La magnetite è stata dimostrata per aiutare la digestione anaerobica delle acque reflue del latte.
ossido di ferro Fe3O4 magnetite usato per utilizzi medicinali
La magnetite ha trovato un ampio utilizzo nel campo medico. È stato dimostrato che il DNA può essere estratto dai chicchi di mais tramite l'uso di magneti e compositi di magnetite-silica, entrambi con risultati superiori ai kit commerciali per l'estrazione del DNA. L'estrazione utilizzando l'ossido nero di magnetite ha avuto un alto rendimento e ha prodotto estratti adatti per l'uso in digestione enzimatica e nel processo di reazione a catena della polimerasi. La polvere di magnetite su scala di 5 micron è stata utilizzata come colorante in gelatina tinctoria per l'analisi dell'attività proteolitica - la decomposizione delle proteine in polipeptidi più piccoli e/o acidi amino.
I contrasti a risonanza magnetica (MRI) vengono spesso riportati come applicazioni ad alta efficacia per la magnetite a causa delle loro proprietà superparamagnetiche - diventano magnetiche all'interno del forte campo magnetico dello strumento MRI, ma perdono questa magnetizzazione quando il campo non è più applicato, ed sono altamente rilevabili.
ossido ferroso Fe3O4 magnetite utilizzato per applicazioni energetiche
Sebbene la magnetite abbia dimostrato le sue capacità nell'estrazione di combustibili fossili, ci sono alcuni esempi del suo utilizzo nella produzione di energia utilizzabile in modo più sostenibile. In una cella a combustibile microbica, viene prodotto un combustibile utilizzabile quando l'elettricità passa attraverso un elettrolita ricco di batteri specifici, in modo simile a come l'idrogeno viene prodotto per elettrolisi. Si è scoperto che l'aggiunta di magnetite a tale sistema offre un ottimo rendimento per i passaggi di trasporto dell'ossigeno, portando a un'efficienza complessiva maggiore del sistema. Inoltre, la magnetite presente è anche efficace nel rimuovere lo fango delle acque reflue - se il sistema utilizza acqua contaminata. Le lipasi immobilizzate sulla magnetite si sono rivelate produttori efficaci di biodiesel, proprio come altre lipasi. Tuttavia, le fonti fungine e non probiotiche di lipasi sono associate a prodotti collaterali dannosi, mentre le lipasi probiotiche non sono note per la loro stabilità e quindi efficienza rispetto ai loro omologhi fungini. L'immobilizzazione di queste lipasi probiotiche sulla magnetite produce un sistema con prestazioni superiori.