산화철 자철광 분말의 응용

자성분말의 적용

석유 굴착 유체 및 석유 기반 진흙에 사용되는 천연 자철광 Fe3O4

자철광의 종류는 담수, 해수 및 석유 기반 진흙을 포함한 드릴링 유체에 널리 사용될 수 있습니다.

모든 드릴링 및 완료 유체의 밀도는 25 lb/gal(3.0 sg)입니다. 고밀도, 석유 기반 진흙에서 가장 자주 사용됩니다.

이 자철광으로 무게를 잰 유체는 중정석으로 무게를 잰 유체보다 부피 기준으로 고체가 적기 때문에 진흙 무게가 더 높습니다.

가능합니다. 특히 고밀도 킬 유체에 유용합니다.

황화물 및 증량제의 석유 시추 제거에 사용되는 산화철 자철광

원유 시추에서 물 기반 진흙은 종종 시추 유체로 사용됩니다. 일반적으로 중정석 및 벤토나이트 점토와 같은 화합물을 사용하여 좋은 윤활성을 제공하는데, 연구에서는 유익하거나 저렴할 수 있는 다른 재료를 조사했지만, 중요한 것은 오늘날의 고압, 고온 시추 공정에 더 잘 견딥니다. 일반적으로 이러한 응용 분야에서는 더 밀도가 높은 재료, 즉 비중이 더 높은 진흙이 사용됩니다. 중정석은 자철광으로 1:1 방식으로 대체할 수 있으며 효과적입니다. 연구에 따르면 밀도를 14.5ppg에서 14.9ppg로 높일 수 있는 것으로 나타났습니다(즉, 고형물 양이 적고 밀도가 높아 비용이 절감됨). 평평한 유동학이 관찰되었고 우수한 점도-탄성 프로필이 발견되어 시추 장비의 구멍을 더 잘 청소할 수 있음을 의미합니다. 여과 특성도 중정석에 비해 향상되어 여과량이 약 30% 적고 무게가 16% 적습니다. 자철광은 또한 맞춤형 드릴링 유체에 나노입자 형태로 사용될 수 있으며, 항복 응력과 온도는 선형 관계를 갖습니다. 더욱이, 석유 및 가스 드릴링에서 자철광은 황화물 제거에 도움이 될 수 있습니다. 수성 진흙의 밀도 향상 특성과 유사하게, 자철광은 추출 우물의 시멘트화에서 가중제로 유사하게 사용될 수 있습니다.

암모니아와 탄화수소의 촉매작용에 사용되는 산화철 Fe3O4 자철광

자철광 검은 모래의 가장 잘 알려진 응용 분야는 하버-보쉬(HB) 공정을 통한 산업적 규모의 암모니아 합성입니다. HB 공정은 이질 철 촉매를 사용하여 높은 온도와 압력에서 대기 질소를 수소로 전환하여 암모니아를 생산합니다. 자철광은 이를 위한 주요 원료입니다. 분쇄된 자철광은 부분적으로 환원되어 산소 일부를 제거하고 자철광 코어와 산화철(FeO, würstite)의 외부 껍질을 갖는 촉매를 남깁니다. 이 촉매의 장점은 다공성이며 따라서 활성이 높고 표면적이 큰 재료입니다. 암모니아는 주요 화학 원료이며 비료 제조의 핵심 구성 요소이며 HB에서 자철광을 사용하면 이 세계적으로 중요한 공정에 저렴하고 신뢰할 수 있는 촉매를 제공합니다.

Fe3O4 자철석은 정수 및 수처리에 사용됩니다.

자철광은 여러 산업에 응용되는 자연적으로 발생하는 산화철 광물입니다. 자철광의 용도 중 하나는 물 정화입니다. 고구배 자기 분리법에서 오염된 물에 도입된 자철광 나노입자는 부유 입자(예: 고체, 박테리아 또는 플랑크톤)와 결합하여 유체 바닥에 침전되어 오염 물질을 제거하고 자철광 입자를 재활용하여 재사용할 수 있습니다.

자철광은 물 정화에 광범위하게 사용되었으며, 스티렌과 디비닐벤젠과 함께 고분자 미세구로 형성되어 자성 이온 교환 수지를 생산하여 물에서 독성 코발트와 질산염 오염 물질을 제거하는 데 우수한 효율성을 보였습니다. 호주의 한 공장에서 미크론 규모의 자철광을 물 정화 및 정화 시약으로 사용하여 저품질 지하수와 표면수에서 식수를 생산했습니다. '부하된' 시약이 제거하기 어렵다는 문제는 자성 자철광의 특성으로 해결되었습니다. 염소화 탄화수소는 자철광에 흡착된 박테리아를 통해 물에서 제거할 수 있으며, 그런 다음 자기장을 사용하여 제거할 수 있습니다.

가장 심하게 오염된 물에 대한 가장 진보된 여과 공정의 관점에서, 자철광은 종종 다른 화합물과 함께 사용됩니다. 주변 온도에서 일반적인 산화철과 함께 자철광을 보조 촉매로 사용하면 산성 폐수에서 총 유기 탄소 잔류물을 단 75시간 만에 거의 XNUMX분의 XNUMX로 줄일 수 있습니다. 또한 관련 화합물인 적철광과 결합하면 자철광은 화장품 공장 폐수에서 유기 탄소 잔류물의 XNUMX%를 제거할 수 있으며, 용해된 질소 종도 거의 완전히 제거한다는 이점이 있습니다.

여과 응용 분야에서 자철광의 추가 사용에는 금속 환원 박테리아인 오크로박트럼(Ochrobactrum)과 함께 토양에서 6가 우라늄을 제거하는 것이 포함되며, 자철광의 존재는 우라늄의 고정화를 돕는 것으로 나타났으며, 자철광이 없으면 제거 가능성이 상당히 낮다고 보고되었습니다. 자철광은 유제품 폐수의 혐기성 소화를 돕는 것으로 나타났습니다.

산화철 Fe3O4 자철광은 약용으로 사용됩니다.

자철광은 의약 분야에서 널리 사용됩니다. 자철광과 자철광-실리카 복합재를 사용하여 옥수수 알맹이에서 DNA를 추출하는 것으로 나타났으며, 둘 다 상업적으로 판매되는 DNA 추출 키트보다 성능이 우수합니다. 자철광 블랙 산화물을 사용한 추출은 수율이 높았고 효소 소화 및 중합효소 연쇄 반응 공정에 사용하기에 적합한 추출물이 생성되었습니다. 5마이크론 크기의 자철광 분말은 염색된 젤라틴에서 단백질 분해 활성(단백질을 더 작은 폴리펩타이드 및/또는 아미노산으로 분해)을 분석하는 데 염색된 젤라틴의 염료로 사용되었습니다.

자기공명영상(MRI) 조영제는 초상자성 특성으로 인해 자철광에 대한 높은 효능의 응용 분야로 종종 보고됩니다. 즉, 이 조영제는 MRI 장비의 강력한 자기장 내부에서는 자성을 띠지만, 자기장이 더 이상 인가되지 않으면 자성을 잃고 매우 쉽게 검출됩니다.

에너지용으로 사용되는 산화철 Fe3O4 자철광

자철광은 화석 연료 추출에 그 능력을 보여주었지만, 보다 지속 가능한 방식으로 사용 가능한 에너지를 생산하는 데 사용되는 몇 가지 사례가 있습니다. 미생물 연료 전지에서 사용 가능한 연료는 전기 분해로 수소를 생성하는 것과 유사한 방식으로 특정 박테리아가 풍부한 전해질을 통해 전기를 통과시킬 때 생성됩니다. 이러한 시스템에 자철광을 추가하면 산소 전달 단계에 대한 뛰어난 성능을 제공하여 전반적인 시스템 효율성이 향상되는 것으로 밝혀졌습니다. 또한, 존재하는 자철광은 오염된 물을 사용하는 경우 하수 슬러지를 제거하는 데도 효과적입니다. 자철광 고정화 리파제는 다른 리파제와 마찬가지로 바이오디젤 연료의 효과적인 생산자로 나타났습니다. 그러나 중요한 점은 리파제의 곰팡이 및 비프로바이오틱 공급원은 유해한 부산물과 관련이 있는 반면, 프로바이오틱 리파제는 곰팡이 대응물에 비해 안정성과 효율성이 알려지지 않았습니다. 자철광에 이러한 프로바이오틱 리파제를 고정하면 성능이 뛰어난 시스템이 됩니다.