การประยุกต์ใช้ผงแมกนีไทต์ออกไซด์ของเหล็ก ประเทศไทย

การประยุกต์ใช้ผงแม่เหล็ก

แมกนีไทต์ธรรมชาติ Fe3O4 ใช้สำหรับของเหลวเจาะน้ำมันและโคลนฐานน้ำมัน

แมกนีไทต์ประเภทนี้สามารถนำไปใช้งานกับของเหลวสำหรับการเจาะได้หลากหลาย เช่น น้ำจืด น้ำทะเล และโคลนที่เป็นน้ำมัน นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในการเพิ่ม

ความหนาแน่นของของเหลวเจาะและของเหลวสำหรับการทำงานทั้งหมดอยู่ที่ 25 ปอนด์ต่อแกลลอน (3.0 sg) มักใช้ในโคลนที่มีความหนาแน่นสูงและมีส่วนประกอบเป็นน้ำมัน

ของเหลวที่ถ่วงน้ำหนักด้วยแมกนีไทต์จะมีปริมาณของแข็งน้อยกว่าของเหลวที่ถ่วงน้ำหนักด้วยแบริต์ ทำให้มีน้ำหนักโคลนที่มากขึ้น

เป็นไปได้ มีประโยชน์อย่างยิ่งในน้ำยาฆ่าที่มีความหนาแน่นสูง

แมกนีไทต์ออกไซด์เหล็กที่ใช้ในการขุดเจาะน้ำมันเพื่อกำจัดซัลไฟด์และตัวถ่วงน้ำหนัก

ในการขุดเจาะน้ำมันดิบ โคลนที่มีน้ำเป็นส่วนประกอบมักใช้เป็นของเหลวสำหรับขุดเจาะ โดยทั่วไปโคลนที่ทำมาจากน้ำจะผลิตขึ้นโดยใช้สารประกอบ เช่น แบริต์และดินเหนียวเบนโทไนต์ เพื่อให้เกิดการหล่อลื่นที่ดี การวิจัยได้ศึกษาถึงวัสดุอื่นๆ ที่อาจมีประโยชน์และ/หรือราคาถูกกว่า แต่ที่สำคัญคือมีความทนทานต่อกระบวนการขุดเจาะที่ต้องใช้แรงดันและอุณหภูมิสูงในปัจจุบันได้ดีกว่า โดยทั่วไปแล้ว สำหรับการใช้งานดังกล่าว จะใช้วัสดุที่มีความหนาแน่นมากกว่า ซึ่งก็คือโคลนที่มีค่าความถ่วงจำเพาะสูงกว่า แบริต์สามารถใช้แมกนีไทต์แทนได้ในอัตราส่วน 1:1 และมีประสิทธิภาพ การวิจัยแสดงให้เห็นว่าความหนาแน่นสามารถเพิ่มขึ้นจาก 14.5 เป็น 14.9 ppg ได้ (กล่าวคือ มีความหนาแน่นมากขึ้นด้วยปริมาณของแข็งที่น้อยลง ซึ่งจะช่วยลดต้นทุน) พบว่ามีการไหลแบบเรียบ และมีความหนืดและความยืดหยุ่นที่ดีกว่า ซึ่งหมายความว่าสามารถทำความสะอาดรูในอุปกรณ์ขุดเจาะได้ดีขึ้น นอกจากนี้ คุณสมบัติการกรองยังได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นเมื่อเทียบกับแบริต์ โดยมีปริมาตรของสารกรองน้อยลงเกือบ 30% และมีน้ำหนักน้อยลง 16% แมกนีไทต์ยังสามารถใช้ในรูปแบบอนุภาคนาโนสำหรับของเหลวเจาะตามสั่ง โดยที่ความเค้นยอมจำนนและอุณหภูมิจะมีความสัมพันธ์เชิงเส้นตรง นอกจากนี้ ในงานเจาะน้ำมันและก๊าซ แมกนีไทต์สามารถช่วยในการกำจัดซัลไฟด์ได้ ในลักษณะเดียวกับคุณสมบัติในการเพิ่มความหนาแน่นในโคลนที่มีน้ำเป็นส่วนประกอบ แมกนีไทต์สามารถใช้เป็นตัวถ่วงน้ำหนักในการยึดเกาะบ่อสกัดได้ในลักษณะเดียวกัน

แมกนีไทต์ออกไซด์เหล็ก Fe3O4 ที่ใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาของแอมโมเนียและไฮโดรคาร์บอน

การประยุกต์ใช้ทรายดำแมกนีไทต์ที่เป็นที่รู้จักมากที่สุดคือการสังเคราะห์แอมโมเนียในระดับอุตสาหกรรมผ่านกระบวนการ Haber-Bosch (HB) กระบวนการ HB ผลิตแอมโมเนียโดยการแปลงไนโตรเจนในบรรยากาศด้วยไฮโดรเจนภายใต้อุณหภูมิและความดันที่สูงขึ้น โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเหล็กที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน แมกนีไทต์เป็นวัตถุดิบหลักสำหรับกระบวนการนี้ แมกนีไทต์ที่บดแล้วจะถูกทำให้ลดลงบางส่วน ทำให้ออกซิเจนบางส่วนหายไป เหลือตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีแกนแมกนีไทต์พร้อมเปลือกนอกเป็นออกไซด์ของเหล็ก (FeO, würstite) ข้อดีของตัวเร่งปฏิกิริยานี้คือมีรูพรุน จึงทำให้เป็นวัสดุที่มีพื้นที่ผิวสูงและมีกิจกรรมสูง แอมโมเนียเป็นวัตถุดิบทางเคมีที่สำคัญและเป็นส่วนประกอบสำคัญในการผลิตปุ๋ย และการใช้แมกนีไทต์ใน HB ช่วยให้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ราคาไม่แพงและเชื่อถือได้สำหรับกระบวนการที่สำคัญระดับโลกนี้

แมกนีไทต์ Fe3O4 ใช้ในการฟอกน้ำและบำบัดน้ำ

แมกนีไทต์เป็นแร่เหล็กออกไซด์ที่พบได้ตามธรรมชาติ โดยมีการนำไปใช้ในหลายอุตสาหกรรม โดยมีการใช้ประโยชน์อย่างหนึ่งคือในการฟอกน้ำ ในการแยกด้วยแม่เหล็กแบบไล่ระดับสูง อนุภาคนาโนแมกนีไทต์ที่ใส่ลงไปในน้ำที่ปนเปื้อนจะจับกับอนุภาคที่แขวนลอยอยู่ (เช่น ของแข็ง แบคทีเรีย หรือแพลงก์ตอน) และจะตกตะกอนอยู่ที่ก้นของเหลว ทำให้สามารถกำจัดสิ่งปนเปื้อนออกไปได้ และสามารถนำอนุภาคแมกนีไทต์ไปรีไซเคิลและนำกลับมาใช้ใหม่ได้

แมกนีไทต์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในกระบวนการบำบัดน้ำ และถูกสร้างเป็นไมโครสเฟียร์พอลิเมอร์ร่วมกับสไตรีนและไดไวนิลเบนซีนเพื่อผลิตเรซินแลกเปลี่ยนไอออนแม่เหล็ก ซึ่งแสดงให้เห็นประสิทธิภาพที่ดีในการกำจัดสารปนเปื้อนโคบอลต์และไนเตรตที่เป็นพิษออกจากน้ำ ในโรงงานแห่งหนึ่งในออสเตรเลีย แมกนีไทต์ขนาดไมครอนถูกใช้เป็นรีเอเจนต์ในการทำให้บริสุทธิ์และปรับสภาพน้ำ โดยผลิตน้ำดื่มจากน้ำบาดาลและน้ำผิวดินคุณภาพต่ำ ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับรีเอเจนต์ที่มี "สาร" มากเกินไปซึ่งกำจัดออกได้ยากนั้นได้รับการแก้ไขด้วยลักษณะของแมกนีไทต์ที่เป็นแม่เหล็ก ไฮโดรคาร์บอนที่มีคลอรีนสามารถกำจัดออกจากน้ำได้โดยใช้แบคทีเรียที่ถูกดูดซับบนแมกนีไทต์ ซึ่งสามารถกำจัดออกได้โดยใช้สนามแม่เหล็ก

ในแง่ของกระบวนการกรองขั้นสูงสำหรับน้ำที่มีการปนเปื้อนสูงที่สุด แมกนีไทต์มักถูกนำมาใช้ร่วมกับสารประกอบอื่นๆ โดยการมีอยู่ของแมกนีไทต์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาร่วมกับออกไซด์เหล็กแบบธรรมดาที่อุณหภูมิแวดล้อม ปริมาณคาร์บอนอินทรีย์ทั้งหมดสามารถลดลงได้เกือบสองในสามในน้ำเสียที่มีฤทธิ์เป็นกรดในเวลาเพียงสองชั่วโมง นอกจากนี้ เมื่อรวมกับสารประกอบเฮมาไทต์ที่เกี่ยวข้อง แมกนีไทต์สามารถกำจัดคาร์บอนอินทรีย์ในน้ำเสียของโรงงานเครื่องสำอางได้ 75% และยังมีประโยชน์เพิ่มเติมคือสามารถกำจัดไนโตรเจนที่ละลายน้ำได้เกือบหมดอีกด้วย

การใช้งานอื่นๆ ของแมกนีไทต์ในการกรอง ได้แก่ การกำจัดยูเรเนียมเฮกซะวาเลนต์ออกจากดินเมื่อมีแบคทีเรียลดโลหะ Ochrobactrum อยู่ด้วย ซึ่งพบว่าการปรากฏตัวของแมกนีไทต์ช่วยให้ยูเรเนียมเคลื่อนที่ไม่ได้ โดยมีรายงานว่ากำจัดได้น้อยกว่ามากเมื่อไม่มีแมกนีไทต์อยู่ แมกนีไทต์ช่วยให้ย่อยน้ำเสียจากฟาร์มโคนมได้โดยไม่ต้องใช้ออกซิเจน

แมกนีไทต์เหล็กออกไซด์ Fe3O4 ใช้เพื่อการแพทย์

แมกนีไทต์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในทางการแพทย์ พบว่าดีเอ็นเอสามารถสกัดได้จากเมล็ดข้าวโพดโดยใช้แมกนีไทต์และแมกนีไทต์ผสมซิลิกา ซึ่งทั้งสองวิธีมีประสิทธิภาพดีกว่าชุดสกัดดีเอ็นเอที่มีจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ การสกัดโดยใช้แมกนีไทต์ออกไซด์ดำให้ผลผลิตสูงและได้สารสกัดที่เหมาะสำหรับการย่อยเอนไซม์และกระบวนการปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรส ผงแมกนีไทต์ขนาด 5 ไมครอนถูกใช้เป็นสีย้อมในเจลาตินที่ย้อมแล้วเพื่อทดสอบกิจกรรมการย่อยสลายโปรตีน ซึ่งก็คือการสลายโปรตีนให้เป็นโพลีเปปไทด์และ/หรือกรดอะมิโนที่มีขนาดเล็กกว่า

ตัวแทนคอนทราสต์ของการถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (MRI) มักได้รับการรายงานว่ามีประสิทธิภาพสูงสำหรับแมกนีไทต์เนื่องจากคุณสมบัติที่เหนือแม่เหล็กของตัวแทน ซึ่งจะเปลี่ยนสถานะเป็นแม่เหล็กภายในสนามแม่เหล็กที่รุนแรงของเครื่อง MRI แต่จะสูญเสียแม่เหล็กนี้ไปเมื่อไม่ใช้สนามแม่เหล็กอีกต่อไป และตรวจจับได้ชัดเจน

แมกนีไทต์ออกไซด์เหล็ก Fe3O4 ที่ใช้ในการผลิตพลังงาน

แม้ว่าแมกนีไทต์จะแสดงให้เห็นถึงความสามารถในการสกัดเชื้อเพลิงฟอสซิล แต่ก็มีตัวอย่างบางส่วนที่แมกนีไทต์ถูกนำไปใช้ในการผลิตพลังงานที่สามารถใช้ได้ในลักษณะที่ยั่งยืนยิ่งขึ้น ในเซลล์เชื้อเพลิงจุลินทรีย์ เชื้อเพลิงที่สามารถใช้ได้จะเกิดขึ้นเมื่อมีการส่งกระแสไฟฟ้าผ่านอิเล็กโทรไลต์ที่มีแบคทีเรียเฉพาะเจาะจง ซึ่งในลักษณะเดียวกับไฮโดรเจนที่ถูกผลิตขึ้นโดยอิเล็กโทรไลซิส พบว่าการเติมแมกนีไทต์ลงในระบบดังกล่าวให้ประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมสำหรับขั้นตอนการลำเลียงออกซิเจน ซึ่งนำไปสู่ประสิทธิภาพโดยรวมของระบบที่สูงกว่า นอกจากนี้ แมกนีไทต์ที่มีอยู่ยังมีประสิทธิภาพในการกำจัดตะกอนน้ำเสียอีกด้วย หากระบบใช้น้ำที่ปนเปื้อน ไลเปสที่ตรึงด้วยแมกนีไทต์ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสามารถผลิตเชื้อเพลิงไบโอดีเซลได้อย่างมีประสิทธิภาพ เช่นเดียวกับไลเปสอื่นๆ อย่างไรก็ตาม แหล่งไลเปสจากเชื้อราและไลเปสที่ไม่ใช่โปรไบโอติกมักเกี่ยวข้องกับผลพลอยได้ที่เป็นอันตราย ในขณะที่ไลเปสโปรไบโอติกไม่ได้เป็นที่รู้จักในเรื่องความเสถียรและประสิทธิภาพเมื่อเปรียบเทียบกับไลเปสจากเชื้อรา การตรึงไลเปสโปรไบโอติกเหล่านี้บนแมกนีไทต์ทำให้ระบบมีประสิทธิภาพเหนือกว่า