Applicazione della polvere di magnetite di ossido di ferro
Applicazione della polvere magnetica
Magnetite naturale Fe3O4 utilizzata per fluidi di perforazione petrolifera e fanghi a base di petrolio
Il tipo di magnetite può essere ampiamente utilizzato per i fluidi di perforazione, tra cui acqua dolce, acqua di mare e fanghi a base di petrolio. Può essere utilizzato per aumentare
la densità di tutti i fluidi di perforazione e completamento a 25 lb/gal (3.0 sg). È utilizzato più frequentemente nei fanghi ad alta densità a base di petrolio.
I fluidi appesantiti con questa magnetite contengono meno solidi in volume rispetto a quelli appesantiti con barite, rendendo i pesi del fango più elevati
possibile. È particolarmente utile nei fluidi di uccisione ad alta densità.
magnetite di ossido di ferro utilizzata per la rimozione di solfuri e agenti di ponderazione per l'estrazione petrolifera
Nella perforazione del petrolio greggio, il fango a base d'acqua viene spesso utilizzato come fluido di perforazione. Solitamente realizzato utilizzando composti come barite e argille bentonitiche per garantire una buona lubrificazione, la ricerca ha esaminato altri materiali che potrebbero essere vantaggiosi e/o più economici, ma soprattutto sono più tolleranti ai processi di perforazione ad alta pressione e alta temperatura di oggi. Solitamente per tali applicazioni, viene utilizzato un materiale più denso; un fango con peso specifico più elevato. La barite può essere sostituita con la magnetite in modo 1:1 ed è efficace. La ricerca ha dimostrato che la densità potrebbe essere aumentata da 14.5 a 14.9 ppg (ovvero maggiore densità con una minore quantità di solidi, riducendo i costi). È stata osservata una reologia piatta ed è stato notato un profilo viscosità-elasticità superiore, il che significa una migliore pulizia dei fori nell'attrezzatura di perforazione. Anche le proprietà di filtrazione sono state migliorate rispetto alla barite, con un volume di filtrato inferiore di quasi il 30% e un peso inferiore del 16%. La magnetite può anche essere utilizzata sotto forma di nanoparticelle per fluidi di perforazione su misura, con stress di snervamento e temperatura che hanno una relazione lineare. Inoltre, nelle trivellazioni di petrolio e gas, la magnetite può aiutare nella rimozione dei solfuri. In modo simile alle proprietà di aumento della densità nel fango a base d'acqua, la magnetite può essere utilizzata analogamente come agente di appesantimento nella cementazione dei pozzi di estrazione.
Magnetite di ossido di ferro Fe3O4 utilizzata per la catalisi di ammoniaca e idrocarburi
l'applicazione più nota della sabbia nera di magnetite è nella sintesi su scala industriale di ammoniaca attraverso il processo Haber-Bosch (HB). Il processo HB produce ammoniaca convertendo l'azoto atmosferico con idrogeno a temperature e pressioni elevate, impiegando un catalizzatore di ferro eterogeneo. La magnetite è il materiale di origine primaria per questo. La magnetite macinata viene parzialmente ridotta, liberandola di parte del suo ossigeno, lasciando un catalizzatore con un nucleo di magnetite con un guscio esterno di ossido ferroso (FeO, würstite). Il vantaggio di questo catalizzatore sta nella sua porosità, e quindi è un materiale altamente attivo e ad alta area superficiale. L'ammoniaca è una delle principali materie prime chimiche ed è un componente chiave nella produzione di fertilizzanti, e l'uso della magnetite in HB fornisce un catalizzatore economico e affidabile per questo processo di importanza globale.
Magnetite Fe3O4 utilizzata per la purificazione e il trattamento dell'acqua
La magnetite è un minerale di ossido di ferro presente in natura e utilizzato in diversi settori industriali. Un esempio è la purificazione dell'acqua: nella separazione magnetica ad alto gradiente, le nanoparticelle di magnetite introdotte nell'acqua contaminata si legano alle particelle sospese (solidi, batteri o plancton, ad esempio) e si depositano sul fondo del fluido, consentendo la rimozione dei contaminanti e il riciclaggio e il riutilizzo delle particelle di magnetite.
La magnetite è stata ampiamente utilizzata nella purificazione dell'acqua ed è stata formata in microsfere polimeriche insieme a stirene e divinilbenzene per produrre resine magnetiche a scambio ionico, dimostrando una buona efficienza nella rimozione di contaminanti tossici di cobalto e nitrato dall'acqua. In uno stabilimento in Australia, la magnetite su scala micrometrica è stata utilizzata come reagente nella purificazione e chiarificazione dell'acqua, producendo una fornitura potabile da acque sotterranee e superficiali di bassa qualità. I problemi relativi a un reagente "carico" difficile da rimuovere sono stati risolti dalla natura magnetica della magnetite. Gli idrocarburi clorurati possono essere rimossi dall'acqua tramite batteri che sono stati adsorbiti sulla magnetite, che può quindi essere rimossa utilizzando un campo magnetico.
In termini di processi di filtrazione più avanzati per l'acqua più altamente contaminata, la magnetite è spesso utilizzata insieme ad altri composti. I residui di carbonio organico totale possono essere ridotti di quasi due terzi nelle acque reflue acide in sole due ore dalla presenza di magnetite come co-catalizzatore insieme all'ossido di ferro convenzionale, a temperatura ambiente. Inoltre, se combinata con l'ematite composta correlata, la magnetite può effettuare la rimozione del 75% dei residui di carbonio organico nelle acque reflue degli impianti cosmetici, con l'ulteriore vantaggio di rimuovere quasi completamente anche le specie di azoto disciolte.
Ulteriori utilizzi della magnetite nelle applicazioni di filtrazione includono la rimozione dell'uranio esavalente dal terreno quando accompagnato da batteri che riducono i metalli Ochrobactrum, dove la presenza di magnetite ha dimostrato di aiutare l'immobilizzazione dell'uranio, con una rimovibilità significativamente inferiore segnalata senza la presenza della magnetite. È stato dimostrato che la magnetite aiuta la digestione anaerobica delle acque reflue casearie.
magnetite di ossido di ferro Fe3O4 utilizzata per usi medicinali
La magnetite ha trovato ampio impiego nel campo medico. È stato dimostrato che il DNA può essere estratto dai chicchi di mais tramite l'uso di magnete e compositi magnetite-silice, entrambi con prestazioni migliori rispetto ai kit di estrazione del DNA disponibili in commercio. L'estrazione con ossido nero di magnetite ha avuto un'elevata resa e ha prodotto estratti adatti all'uso nella 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 nella gelatina colorata per la valutazione dell'attività proteolitica, ovvero la scomposizione delle proteine in polipeptidi più piccoli e/o amminoacidi.
Gli agenti di contrasto per risonanza magnetica (RM) sono spesso indicati come applicazioni ad alta efficacia per la magnetite, grazie alle loro proprietà superparamagnetiche: diventano magnetici all'interno del forte campo magnetico dello strumento MRI, ma perdono questo magnetismo quando il campo non viene più applicato e sono altamente rilevabili.
magnetite di ossido di ferro Fe3O4 utilizzata per usi energetici
Sebbene la magnetite abbia dimostrato la sua capacità nell'estrazione di combustibili fossili, ci sono alcuni esempi in cui trova impiego nella produzione di energia utilizzabile in modo più sostenibile. In una cella a combustibile microbica, il combustibile utilizzabile viene prodotto quando l'elettricità passa attraverso uno specifico elettrolita ricco di batteri, in modo simile all'idrogeno prodotto dall'elettrolisi. È stato scoperto che l'aggiunta di magnetite a tale sistema offre prestazioni eccellenti per le fasi di trasporto dell'ossigeno, portando a una maggiore efficienza complessiva del sistema. Inoltre, la magnetite presente è anche efficace nella rimozione dei fanghi di depurazione, nel caso in cui il sistema utilizzi acqua contaminata. Le lipasi immobilizzate con magnetite hanno dimostrato di essere efficaci produttori di carburante biodiesel, proprio come altre lipasi. Tuttavia, è fondamentale che le fonti fungine e non probiotiche di lipasi siano associate a sottoprodotti nocivi, mentre le lipasi probiotiche non sono note per la loro stabilità e quindi efficienza rispetto alle loro controparti fungine. L'immobilizzazione di queste lipasi probiotiche sulla magnetite rende un sistema dalle prestazioni superiori.