Application de la poudre d'oxyde de fer magnétite
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 les boues à base d'eau douce, d'eau de mer et d'huile. Il peut être utilisé pour augmenter
la densité de tous les fluides de forage et de complétion à 25 lb/gal (3.0 sg). il est le plus souvent utilisé dans les boues à base d'huile à haute densité.
Les fluides lestés avec cette magnétite contiennent moins de solides en volume que ceux lestés avec de la barytine, ce qui donne des poids de boue plus élevés
possible. Il est particulièrement utile dans les fluides de destruction à haute densité.
magnétite d'oxyde de fer utilisée pour le forage pétrolier, élimination des sulfures et agent alourdissant
Dans le forage du pétrole brut, la boue à base d'eau est souvent utilisée comme fluide de forage. Généralement fabriquée à partir de composés tels que les argiles de barytine et de bentonite pour offrir une bonne lubrification, la recherche a examiné d'autres matériaux qui peuvent être bénéfiques et/ou moins chers - mais qui sont surtout plus tolérants aux processus de forage à haute pression et à haute température d'aujourd'hui. En général, pour de telles applications, un matériau plus dense est utilisé ; une boue avec une gravité spécifique plus élevée. La barytine peut être remplacée par de la magnétite dans un rapport 1:1 et est efficace. La recherche a montré que la densité pouvait être augmentée de 14.5 à 14.9 ppg (c'est-à-dire une densité plus élevée avec une quantité de solides plus faible, réduisant les coûts). Une rhéologie plate a été observée et un profil 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 barytine, avec un volume de filtrat inférieur de près de 30 % et un poids inférieur de 16 %. La magnétite peut également être utilisée sous forme de nanoparticules pour des fluides de forage sur mesure, la contrainte d'élasticité et la température ayant une relation linéaire. De plus, dans le forage pétrolier et gazier, la magnétite peut aider à éliminer les sulfures. De la même manière que les boues à base d'eau améliorent la densité, la magnétite peut être utilisée de manière analogue comme agent de lestage dans la cimentation des puits d'extraction.
magnétite d'oxyde de fer Fe3O4 utilisée pour la catalyse de l'ammoniac et des hydrocarbures
L'application la plus connue du sable noir de magnétite est la synthèse industrielle d'ammoniac par le procédé Haber-Bosch (HB). Le procédé HB produit de l'ammoniac en convertissant l'azote atmosphérique en hydrogène sous des températures et des pressions élevées, en utilisant un catalyseur de fer hétérogène. La magnétite est la principale matière première pour cela. La magnétite broyée est partiellement réduite, ce qui la débarrasse d'une partie de son oxygène, laissant un catalyseur portant un noyau de magnétite avec une enveloppe extérieure d'oxyde ferreux (FeO, würstite). L'avantage de ce catalyseur réside dans sa porosité, ce qui en fait un matériau hautement actif à grande surface spécifique. L'ammoniac est une matière première chimique majeure et un composant clé dans la fabrication d'engrais, et l'utilisation de magnétite dans HB fournit un catalyseur peu coûteux et fiable pour ce processus d'importance mondiale.
Magnétite Fe3O4 utilisée pour la purification et le traitement de l'eau
La magnétite est un minéral d'oxyde de fer naturel avec des applications dans plusieurs industries. L'une de ses utilisations est la purification de l'eau : dans la séparation magnétique à gradient élevé, les nanoparticules de magnétite introduites dans l'eau contaminée se lient aux particules en suspension (solides, bactéries ou plancton, par exemple) et se déposent au fond du fluide, permettant d'éliminer les contaminants et de recycler et de réutiliser les particules de magnétite.
La magnétite a été largement utilisée dans la purification de l'eau et a été transformée en microsphères polymères avec du styrène et du divinylbenzène pour produire des résines échangeuses d'ions magnétiques, montrant une bonne efficacité pour éliminer les contaminants toxiques de cobalt et de nitrate de l'eau. Dans une usine en Australie, la magnétite à l'échelle micronique a été utilisée comme réactif dans la purification et la clarification de l'eau, produisant un approvisionnement potable à partir d'eaux souterraines et de surface de mauvaise qualité. Les problèmes liés à la difficulté d'élimination d'un réactif « chargé » ont été résolus par la nature magnétique de la magnétite. Les hydrocarbures chlorés peuvent être éliminés de l'eau par des bactéries qui ont été adsorbées sur la magnétite, qui peuvent ensuite être éliminées à l'aide d'un champ magnétique.
En ce qui concerne les procédés de filtration les plus avancés pour les eaux les plus contaminées, la magnétite est souvent utilisée avec d’autres composés. Les résidus de carbone organique total peuvent être réduits de près des deux tiers dans les eaux usées acides en seulement deux heures grâce à la présence de magnétite comme cocatalyseur aux côtés de l’oxyde de fer classique, à température ambiante. De plus, lorsqu’elle est combinée à un composé apparenté, l’hématite, la magnétite peut éliminer 75 % des résidus de carbone organique dans les eaux usées des usines cosmétiques, avec l’avantage supplémentaire d’éliminer presque complètement les espèces d’azote dissoutes.
D'autres applications de filtration de la magnétite comprennent l'élimination de l'uranium hexavalent du sol lorsqu'il est accompagné de bactéries réductrices de métaux Ochrobactrum, où il a été démontré que la présence de magnétite facilite l'immobilisation de l'uranium - avec une élimination nettement moindre signalée sans la présence de magnétite. Il a été démontré que la magnétite facilite la digestion anaérobie des eaux usées laitières.
magnétite d'oxyde de fer Fe3O4 utilisée à des fins médicinales
La magnétite a trouvé une large utilisation dans le domaine médical. Il a été démontré que l'ADN peut être extrait des grains de maïs grâce à l'utilisation de composites magnétite et magnétite-silice, tous deux plus performants que les kits d'extraction d'ADN disponibles dans le commerce. L'extraction à l'aide d'oxyde noir de magnétite était très productive et a donné lieu à des extraits adaptés à une utilisation dans la digestion enzymatique et le processus de réaction en chaîne par polymérase. Une poudre de magnétite à l'échelle de 5 microns a été utilisée comme colorant dans la gélatine colorée pour le test de l'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 décrits comme des applications à haute efficacité pour la magnétite en raison de leurs propriétés superparamagnétiques : ils deviennent magnétiques à l'intérieur du champ magnétique puissant de l'instrument IRM, mais perdent ce magnétisme lorsque le champ n'est plus appliqué, et sont hautement détectables.
magnétite d'oxyde de fer Fe3O4 utilisée pour des usages énergétiques
Bien que la magnétite ait montré son aptitude à 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, le carburant utilisable est produit lorsque l'électricité passe à travers un électrolyte spécifique riche en bactéries, de la même manière que l'hydrogène est produit par électrolyse. Il a été constaté que l'ajout de magnétite à un tel système offre d'excellentes performances pour les étapes de transport de l'oxygène, ce qui conduit à une plus grande efficacité globale du système. De plus, la magnétite présente est également efficace pour éliminer les boues d'épuration - si le système utilise de l'eau contaminée. Les lipases immobilisées par la magnétite se sont révélées être des producteurs efficaces de carburant biodiesel, tout comme les 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 par rapport à leurs homologues fongiques. L'immobilisation de ces lipases probiotiques sur la magnétite donne un système aux performances supérieures.