การใช้งานผงแมกนีไทต์ออกไซด์เหล็ก

การใช้งานผงแม่เหล็ก

แมกนีไทต์ธรรมชาติ Fe3O4 ใช้สำหรับของไหลเจาะน้ำมันและโคลนฐานน้ำมัน

ชนิดของแมกนีไทต์สามารถใช้งานได้อย่างกว้างขวางสำหรับของไหลเจาะ รวมถึงน้ำจืด น้ำทะเล และโคลนฐานน้ำมัน มันสามารถใช้เพื่อเพิ่ม

ความหนาแน่นของของไหลเจาะและของไหลเสร็จสิ้นทั้งหมดถึง 25 lb/gal (3.0 s.g.) โดยมักใช้ในโคลนฐานน้ำมันที่มีความหนาแน่นสูง

ของเหลวที่เติมด้วยแมกนีไทต์จะมีของแข็งน้อยกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับการเติมด้วยบาร์ไรต์ตามปริมาตร ซึ่งทำให้สามารถใช้น้ำหนักโคลนได้สูงขึ้น

เป็นไปได้ มันมีประโยชน์อย่างยิ่งในของเหลวสำหรับฆ่าความดันสูง

แมกนีไทต์ออกไซด์เหล็กใช้สำหรับการขุดเจาะน้ำมันเพื่อกำจัดซัลไฟด์และใช้เป็นตัวเติมน้ำหนัก

ในการเจาะน้ำมันดิบ มักใช้โคลนที่ผสมน้ำเป็นของเหลวสำหรับการเจาะ โดยปกติจะผลิตขึ้นโดยใช้สารประกอบ เช่น บารีตและเบนโทไนท์เพื่อให้ได้คุณสมบัติการหล่อลื่นที่ดี การวิจัยได้ศึกษาวัสดุอื่นๆ ที่อาจมีประโยชน์และ/หรือราคาถูกกว่า แต่ที่สำคัญคือทนต่อแรงดันสูงและอุณหภูมิสูงในกระบวนการเจาะยุคปัจจุบันได้ดีกว่า สำหรับการใช้งานดังกล่าว มักใช้วัสดุที่หนาแน่นกว่า; โคลนที่มีความหนาแน่นเฉพาะมากกว่า บารีตสามารถแทนที่ด้วยแมกเนไทต์ในอัตราส่วน 1:1 และมีประสิทธิภาพ การวิจัยแสดงให้เห็นว่าความหนาแน่นสามารถเพิ่มขึ้นจาก 14.5 เป็น 14.9 ppg (ซึ่งหมายถึงความหนาแน่นที่มากขึ้นด้วยปริมาณของแข็งที่ลดลง ช่วยลดต้นทุน) สังเกตพบว่าค่ารีโอโลจีคงที่และมีโปรไฟล์ความหนืด-ความยืดหยุ่นที่ดีกว่า ซึ่งหมายถึงการทำความสะอาดรูเจาะในเครื่องมือเจาะได้ดีขึ้น นอกจากนี้ คุณสมบัติการกรองยังดีกว่าบารีต โดยมีปริมาตรของของเหลวที่กรองลดลงประมาณ 30% และน้ำหนักลดลง 16% แมกเนไทต์ยังสามารถใช้ในรูปแบบนาโนอนุภาคสำหรับของเหลวเจาะพิเศษ โดยความตึงเครียดจากการออกฤทธิ์และอุณหภูมิมีความสัมพันธ์เชิงเส้น อีกทั้งในงานเจาะน้ำมันและก๊าซ แมกเนไทต์สามารถช่วยในการกำจัดซัลไฟด์ ในทำนองเดียวกันกับคุณสมบัติการเพิ่มความหนาแน่นในโคลนผสมน้ำ แมกเนไทต์สามารถใช้ในลักษณะเดียวกันในฐานะตัวเพิ่มน้ำหนักในการปูนซีเมนต์ของบ่อน้ำมัน

ออกไซด์เหล็ก Fe3O4 แมกนีไทต์ ใช้สำหรับการเร่งปฏิกิริยาของแอมโมเนียและไฮโดรคาร์บอน

การประยุกต์ใช้ที่เป็นที่รู้จักมากที่สุดของแมกนีไทต์ทรายดำคือในกระบวนการสังเคราะห์แอมโมเนียขนาดอุตสาหกรรมผ่านกระบวนการฮาเบอร์-โบช (H-B) กระบวนการ H-B ผลิตแอมโมเนียโดยการแปลงไนโตรเจนจากบรรยากาศให้รวมกับไฮโดรเจนภายใต้อุณหภูมิและความดันที่สูง โดยใช้สารเร่งปฏิกิริยาเหล็กชนิดไม่ละลายน้ำเป็นตัวช่วย แมกนีไทต์เป็นวัสดุหลักสำหรับกระบวนการนี้ แมกนีไทต์ที่บดละเอียดจะถูกทำให้ลดลงบางส่วนเพื่อกำจัดออกซิเจนบางส่วนออกไป ทิ้งไว้ซึ่งตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีแกนกลางเป็นแมกนีไทต์และเปลือกนอกเป็นออกไซด์เหล็กชนิดเฟอรัส (FeO, เวร์สทีต์) ข้อได้เปรียบของตัวเร่งปฏิกิริยานี้มาจากความพรุน และดังนั้นมันจึงเป็นวัสดุที่มีพื้นที่ผิวสูงและมีกิจกรรมสูง แอมโมเนียเป็นสารเคมีสำคัญที่ใช้เป็นวัตถุดิบหลักในการผลิตปุ๋ย และการใช้แมกนีไทต์ในกระบวนการ H-B มอบตัวเร่งปฏิกิริยาที่ราคาถูกและเชื่อถือได้สำหรับกระบวนการที่สำคัญระดับโลกนี้

Fe3O4 แมกนีไทต์ ใช้สำหรับการบำบัดน้ำและการฟอกน้ำ

แมกนีไทต์เป็นแร่ออกไซด์ของเหล็กที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติและมีการใช้งานในหลายอุตสาหกรรม หนึ่งในนั้นคือการบำบัดน้ำ: ในกระบวนการแยกแม่เหล็กแบบความเข้มสูง อนุภาคแมกนีไทต์ขนาดนาโนที่ถูกใส่ลงไปในน้ำที่ปนเปื้อนจะเกาะกับอนุภาคที่ลอยอยู่ (เช่น ของแข็ง แบคทีเรีย หรือพลาंกตอน) จากนั้นจะตกตะกอนลงที่ก้นของของเหลว ทำให้สามารถกำจัดสารปนเปื้อนได้ และอนุภาคแมกนีไทต์สามารถถูกนำกลับมาใช้ใหม่ได้

แมกนีไทต์ได้ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในกระบวนการกรองน้ำ และได้ถูกสร้างเป็นไมโครสเฟียร์โพลิเมอร์ร่วมกับสไตเรนและดิไวนิลเบนเซนเพื่อผลิตเรซินแลกเปลี่ยนไอออนแม่เหล็ก ซึ่งแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่ดีในการกำจัดสารปนเปื้อนโคบอลต์และไนเตรทที่เป็นพิษออกจากน้ำ ในโรงงานแห่งหนึ่งในออสเตรเลีย แมกนีไทต์ขนาดไมครอนได้ถูกใช้เป็นตัวทำปฏิกิริยาในกระบวนการกรองและการทำให้น้ำใส เพื่อผลิตแหล่งน้ำสำหรับบริโภคจากน้ำบาดาลและน้ำผิวดินที่มีคุณภาพต่ำ ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการที่ตัวทำปฏิกิริยาที่ 'อิเล็กชั่นเต็ม' ยากต่อการกำจัดได้แก้ไขโดยธรรมชาติของแมกนีไทต์ที่เป็นแม่เหล็ก ไฮโดรคาร์บอนคลอรีเนตสามารถถูกกำจัดออกจากน้ำโดยแบคทีเรียที่ถูกดูดซับบนแมกนีไทต์ ซึ่งสามารถถอดออกได้โดยใช้สนามแม่เหล็ก

ในด้านกระบวนการกรองที่ล้ำหน้าที่สุดสำหรับน้ำที่ปนเปื้อนมากที่สุด แมกไนไทต์มักถูกใช้งานร่วมกับสารประกอบอื่นๆ เศษคาร์บอนอินทรีย์รวมสามารถลดลงได้เกือบสองในสามในน้ำเสียที่มีความเป็นกรดภายในเวลาเพียงสองชั่วโมง โดยการมีแมกไนไทต์เป็นโค-คาตาลิสต์ร่วมกับออกไซด์เหล็กแบบปกติ และที่อุณหภูมิห้อง นอกจากนี้ เมื่อผสมผสานกับเฮมาไทต์ซึ่งเป็นสารประกอบที่เกี่ยวข้อง แมกไนไทต์สามารถกำจัดเศษคาร์บอนอินทรีย์ได้ 75% ในน้ำเสียจากโรงงานผลิตเครื่องสำอาง พร้อมกับประโยชน์เพิ่มเติมคือการกำจัดสารไนโตรเจนที่ละลายได้แทบจะหมดสิ้น

การใช้งานเพิ่มเติมของแมกนีไทต์ในแอปพลิเคชันการกรอง รวมถึงการกำจัดยูเรเนียมหกค่าออกจากดินเมื่อได้รับความช่วยเหลือจากแบคทีเรียลดโลหะ Ochrobactrum โดยพบว่าการมีแมกนีไทต์ช่วยในการตรึงยูเรเนียม และรายงานว่าสามารถกำจัดได้น้อยลงอย่างมากหากไม่มีแมกนีไทต์ นอกจากนี้ แมกนีไทต์ยังช่วยส่งเสริมกระบวนการย่อยสลายแบบไร้อากาศของน้ำเสียจากนม

ออกไซด์เหล็ก Fe3O4 magnetite ใช้สำหรับการแพทย์

แมกนีไทต์ได้รับการใช้งานอย่างแพร่หลายในด้านการแพทย์ การสกัด DNA จากเมล็ดข้าวโพดสามารถทำได้โดยใช้แมกเนตและคอมโพสิตของแมกนีไทต์-ซิลิกา ซึ่งทั้งสองวิธีทำงานได้ดีกว่าชุดสกัด DNA ที่มีขายในเชิงพาณิชย์ การสกัดโดยใช้แมกนีไทต์ออกไซด์สีดำให้ผลผลิตสูง และสารที่ได้มามีความเหมาะสมสำหรับการใช้งานในกระบวนการย่อยเอนไซม์และการขยายพันธุกรรมด้วยวิธีโพลิเมอร์แอสฟ์ เชนรีแอคชัน (PCR) ผงแมกนีไทต์ขนาด 5 ไมครอนได้ถูกนำมาใช้เป็นสีย้อมในเจลาตินที่ย้อมสีเพื่อทดสอบการทำงานของเอนไซม์โปรตีเอส - การแตกตัวของโปรตีนเป็นโพลีเปปไทด์ขนาดเล็กหรือกรดอะมิโน

สารเพิ่มคอนทราสต์ในการตรวจด้วยเครื่องเอกซเรย์สนามแม่เหล็ก (MRI) มักถูกกล่าวถึงว่าเป็นการใช้งานที่มีประสิทธิภาพสูงของแมกนีไทต์เนื่องจากคุณสมบัติซูเปอร์พาราแมกเนติก - พวกมันจะกลายเป็นแม่เหล็กภายในสนามแม่เหล็กที่แรงของเครื่อง MRI แต่จะสูญเสียคุณสมบัติแม่เหล็กเมื่อไม่มีสนามแม่เหล็กประยุกต์ และสามารถตรวจจับได้อย่างชัดเจน

ออกไซด์เหล็ก Fe3O4 แมกนีไทต์ใช้สำหรับการใช้งานพลังงาน

แม้ว่าแมกเนตाइต์จะแสดงความสามารถในกระบวนการสกัดเชื้อเพลิงฟอสซิล แต่ยังมีตัวอย่างบางประการที่แสดงให้เห็นถึงการใช้งานของมันในการผลิตพลังงานที่สามารถใช้งานได้ในรูปแบบที่ยั่งยืนมากขึ้น ในเซลล์เชื้อเพลิงจุลชีพ เชื้อเพลิงที่สามารถใช้งานได้จะถูกสร้างขึ้นเมื่อกระแสไฟฟ้าผ่านสารละลายที่อิเล็กโทรไลต์อิเล็กโทรไลต์อิเล็กโทรไลต์ที่อุดมไปด้วยแบคทีเรีย โดยวิธีการทำงานคล้ายกับการที่ไฮโดรเจนถูกผลิตขึ้นจากการแยกสารเคมีทางไฟฟ้า (electrolysis) มีการพบว่าการเติมแมกเนตไทด์ลงในระบบดังกล่าวทำให้ประสิทธิภาพของการขนส่งออกซิเจนดีขึ้นอย่างมาก ส่งผลให้ประสิทธิภาพของระบบโดยรวมเพิ่มขึ้น นอกจากนี้ แมกเนตไทด์ยังมีประสิทธิภาพในการกำจัดโคลนจากน้ำเสีย หากระบบนี้ใช้น้ำที่ปนเปื้อน อีนไซม์ไลเปสที่ถูกตรึงไว้บนแมกเนตไทด์สามารถใช้ในการผลิตเชื้อเพลิงไบโอดีเซลได้อย่างมีประสิทธิภาพ เหมือนกับไลเปสชนิดอื่น ๆ อย่างไรก็ตาม แหล่งที่มาของไลเปสที่เกี่ยวข้องกับเชื้อราและไม่ใช่โปรไบโอติก มักจะมีผลิตภัณฑ์เสียที่เป็นอันตราย ในขณะที่ไลเปสจากแหล่งโปรไบโอติกไม่มีเสถียรภาพและความสามารถในการทำงานเทียบเท่ากับไลเปสจากเชื้อรา การตรึงไลเปสจากแหล่งโปรไบโอติกบนแมกเนตไทด์ทำให้ระบบทำงานได้ดีขึ้น