Anwendung von Eisenoxid-Magnetitpulver Deutschland

Anwendung von Magnetpulver

Natürlicher Magnetit Fe3O4 wird für Ölbohrflüssigkeiten und Ölschlämme verwendet

Der Magnetittyp kann in großem Umfang für Bohrflüssigkeiten verwendet werden, darunter Süßwasser, Meerwasser und Ölschlämme. Er kann verwendet werden, um

die Dichte aller Bohr- und Vervollständigungsflüssigkeiten auf 25 lb/gal (3.0 sg). Es wird am häufigsten in hochdichten, ölbasierten Schlämmen verwendet.

Mit diesem Magnetit beschwerte Flüssigkeiten enthalten weniger Feststoffe als mit Baryt beschwerte Flüssigkeiten, wodurch höhere Schlammgewichte entstehen.

möglich. Es ist besonders nützlich bei hochdichten Abtötungsflüssigkeiten.

Eisenoxid-Magnetit wird zur Ölbohrungsentfernung von Sulfiden und als Beschwerungsmittel verwendet

Bei der Erdölförderung wird häufig wasserbasierter Bohrschlamm als Bohrflüssigkeit verwendet. Normalerweise wird er aus Verbindungen wie Baryt und Bentonit hergestellt, um eine gute Schmierfähigkeit zu gewährleisten. In der Forschung wurden jedoch andere Materialien untersucht, die möglicherweise vorteilhafter und/oder billiger sind – aber vor allem den heutigen Bohrprozessen mit hohem Druck und hohen Temperaturen besser standhalten. Normalerweise wird für solche Anwendungen ein dichteres Material verwendet, ein Schlamm mit höherem spezifischem Gewicht. Baryt kann 1:1 durch Magnetit ersetzt werden und ist wirksam. Untersuchungen haben gezeigt, dass die Dichte von 14.5 auf 14.9 ppg erhöht werden konnte (d. h. höhere Dichte bei geringerem Feststoffanteil, was die Kosten senkt). Es wurde eine flache Rheologie beobachtet und ein überlegenes Viskositäts-Elastizitäts-Profil festgestellt, was eine bessere Reinigung der Löcher in der Bohrausrüstung bedeutet. Die Filtrationseigenschaften wurden im Vergleich zu Baryt ebenfalls verbessert, mit einem um fast 30 % geringeren Filtratvolumen und einem um 16 % geringeren Gewicht. Magnetit kann auch in Nanopartikelform für maßgeschneiderte Bohrflüssigkeiten verwendet werden, wobei Fließgrenze und Temperatur in einem linearen Verhältnis stehen. Darüber hinaus kann Magnetit bei der Öl- und Gasförderung zur Entfernung von Sulfiden beitragen. Ähnlich wie bei den dichtesteigernden Eigenschaften von wasserbasiertem Schlamm kann Magnetit auch als Beschwerungsmittel bei der Zementierung von Förderbohrungen eingesetzt werden.

Eisenoxid Fe3O4 Magnetit zur Katalyse von Ammoniak und Kohlenwasserstoffen

Die bekannteste Anwendung von Magnetit-Schwarzsand ist die großtechnische Synthese von Ammoniak mit dem Haber-Bosch-Verfahren (HB-Verfahren). Das HB-Verfahren erzeugt Ammoniak durch die Umwandlung von atmosphärischem Stickstoff mit Wasserstoff bei erhöhten Temperaturen und Drücken mithilfe eines heterogenen Eisenkatalysators. Magnetit ist der wichtigste Ausgangsstoff hierfür. Gemahlener Magnetit wird teilweise reduziert, wodurch ihm ein Teil seines Sauerstoffs entzogen wird. Zurück bleibt ein Katalysator mit einem Magnetitkern und einer äußeren Schale aus Eisenoxid (FeO, Würstit). Der Vorteil dieses Katalysators liegt in seiner Porosität, wodurch er ein hochaktives Material mit großer spezifischer Oberfläche ist. Ammoniak ist ein wichtiger chemischer Rohstoff und eine zentrale Komponente bei der Herstellung von Düngemitteln. Die Verwendung von Magnetit in HB bietet einen kostengünstigen und zuverlässigen Katalysator für dieses weltweit wichtige Verfahren.

Fe3O4-Magnetit zur Wasserreinigung und Wasseraufbereitung

Magnetit ist ein natürlich vorkommendes Eisenoxidmineral, das in mehreren Branchen Anwendung findet. Eine Verwendung ist die Wasseraufbereitung: Bei der Hochgradienten-Magnetseparation binden Magnetit-Nanopartikel, die in verunreinigtes Wasser eingebracht werden, die Schwebeteilchen (beispielsweise Feststoffe, Bakterien oder Plankton) und setzen sich am Boden der Flüssigkeit ab. Dadurch können die Schadstoffe entfernt und die Magnetitpartikel recycelt und wiederverwendet werden.

Magnetit wird häufig zur Wasseraufbereitung eingesetzt und zusammen mit Styrol und Divinylbenzol zu Polymermikrokügelchen geformt, um magnetische Ionenaustauscherharze herzustellen, die giftige Kobalt- und Nitratverunreinigungen gut aus dem Wasser entfernen. In einer Anlage in Australien wurde Magnetit im Mikronbereich als Reagenz zur Reinigung und Klärung von Wasser verwendet, um aus Grund- und Oberflächenwasser geringer Qualität Trinkwasser zu gewinnen. Die Probleme, die mit der schwierigen Entfernung eines „beladenen“ Reagenz zusammenhängen, wurden durch die magnetische Natur des Magnetits gelöst. Chlorierte Kohlenwasserstoffe können mithilfe von Bakterien aus dem Wasser entfernt werden, die an Magnetit adsorbiert und dann mithilfe eines Magnetfelds entfernt werden können.

In den fortschrittlichsten Filterprozessen für das am stärksten verunreinigte Wasser wird Magnetit häufig zusammen mit anderen Verbindungen verwendet. Die gesamten organischen Kohlenstoffrückstände in saurem Abwasser können durch die Anwesenheit von Magnetit als Co-Katalysator neben herkömmlichem Eisenoxid bei Raumtemperatur in nur zwei Stunden um fast zwei Drittel reduziert werden. Darüber hinaus kann Magnetit in Kombination mit der verwandten Verbindung Hämatit 75 % der organischen Kohlenstoffrückstände aus dem Abwasser von Kosmetikfabriken entfernen, mit dem zusätzlichen Vorteil, dass auch gelöste Stickstoffspezies fast vollständig entfernt werden.

Weitere Einsatzmöglichkeiten von Magnetit in Filteranwendungen umfassen die Entfernung von sechswertigem Uran aus dem Boden in Verbindung mit dem Metall reduzierenden Bakterium Ochrobactrum. Dabei hat sich gezeigt, dass die Anwesenheit von Magnetit die Immobilisierung des Urans unterstützt – ohne Magnetit ist die Entfernung deutlich schlechter. Magnetit unterstützt nachweislich die anaerobe Vergärung von Molkereiabwässern.

Eisenoxid Fe3O4 Magnetit für medizinische Zwecke

Magnetit wird im medizinischen Bereich häufig verwendet. Es wurde nachgewiesen, dass DNA aus Maiskörnern mithilfe von Magnetit und Magnetit-Silica-Kompositen extrahiert werden kann, wobei beide besser abschneiden als handelsübliche DNA-Extraktionskits. Die Extraktion mit Magnetitschwarzoxid war ertragreich und führte zu Extrakten, die für die Verwendung bei der Enzymverdauung und dem Polymerase-Kettenreaktionsprozess geeignet waren. 5 Mikron großes Magnetitpulver wurde als Farbstoff in gefärbter Gelatine zur Untersuchung der proteolytischen Aktivität verwendet – der Zerlegung von Proteinen in kleinere Polypeptide und/oder Aminosäuren.

Kontrastmittel für die Magnetresonanztomographie (MRT) werden häufig als hochwirksame Anwendungen für Magnetit bezeichnet. Der Grund dafür sind ihre superparamagnetischen Eigenschaften: Im starken Magnetfeld des MRT-Geräts werden sie magnetisch, verlieren diesen Magnetismus jedoch, wenn das Feld nicht länger angelegt wird, und sind gut nachweisbar.

Eisenoxid Fe3O4 Magnetit für Energiezwecke

Während Magnetit seine Eignung bei der Gewinnung fossiler Brennstoffe unter Beweis gestellt hat, gibt es einige Beispiele für eine nachhaltigere Verwendung bei der Erzeugung nutzbarer Energie. In einer mikrobiellen Brennstoffzelle wird nutzbarer Brennstoff erzeugt, wenn Elektrizität durch einen speziellen, bakterienreichen Elektrolyten geleitet wird, ähnlich wie Wasserstoff durch Elektrolyse erzeugt wird. Es wurde festgestellt, dass die Zugabe von Magnetit zu einem solchen System eine hervorragende Leistung für die Sauerstofftransportschritte bietet, was zu einer insgesamt höheren Systemleistung führt. Darüber hinaus ist das vorhandene Magnetit auch wirksam bei der Entfernung von Klärschlamm – sollte das System kontaminiertes Wasser verwenden. Magnetit-immobilisierte Lipasen haben sich wie andere Lipasen als wirksame Produzenten von Biodieselkraftstoff erwiesen. Entscheidend ist jedoch, dass Pilz- und nicht-probiotische Lipasenquellen mit schädlichen Nebenprodukten in Verbindung gebracht werden, während probiotische Lipasen im Vergleich zu ihren Pilzgegenstücken nicht für ihre Stabilität und damit Effizienz bekannt sind. Die Immobilisierung dieser probiotischen Lipasen auf Magnetit ergibt ein System mit überlegener Leistung.