مقدمة
أوشر الأصفر هو شكل رطب من هيدروكسيد أكسيد الحديد، FeO (OH). ن H2O، يشار إليها عادة باسم ليموزينيت. وهي واحدة من خامات الحديد الرئيسية الثلاثة، جنبا إلى جنب مع الهيماتيت والمغناطيسية، وتوجد بشكل طبيعي في جميع أنحاء العالم. وكان استخدامه الرئيسي مع مرور الوقت كصبغة، وذلك بسبب اللون الأصفر الزاهي الذي غالبا ما يتم تقديمه مع، مع بعض التقارير تفيد استخدامه كصبغة في أفريقيا يعود إلى ما يقرب من 300،000 سنة. كمنتج تجاري ، وجدت الشهرة بعد جان أتيليه أستير وضعت عملية لاستخراج ه على نطاق واسع من المنحدرات الحمراء والصفراء ذات الألوان الزاهية من بروفانس في أواخر القرن الثامن عشر ، وأصبح الصباغ المفضل للدهانات والأصباغ الصفراء والحمراء والبرتقالية.
يمكن العثور على أوشر في ألوان متعددة; أوشر الأحمر هو نتاج أكسيد الحديد اللامائية، في حين يتم نقل اللون الأصفر من هيدروكسيد أكسيد الحديد رطب. وسوف تنتج خليط من الحديد الحديدي والحديد الحديدي أوشر البني. عموما، والتلوين يرجع إلى وجود أكاسيد من الحديد. يتشكل ليمنيت نفسه من الترطيب عن طريق أكسدة الخامات الحديدية الأخرى، المغنطيسية والهيماتيت. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تتشكل من عمليات التجوية على المعادن الأخرى الغنية بالحديد. عندما وجدت في وديعة، ليموزين هو الصلبة غير متبلور، التي تظهر في ظلال من الأصفر أو البني، مع مستوى صلابة معتدلة من 4 - 5.5 على مقياس موس (1). عندما الملغومة، يمكن كسرها إلى شظايا، أو الأرض إلى مسحوق للاستخدام. الأوشر الأصفر غير سام.
مع مرور الوقت ، وجدت الأصفر ochre / limonite الاستخدامات في المواد اللاصقة البدائية (2) في الأدوات اليدوية في وقت مبكر ، في الأعمال الفنية الدينية والحماية من الشمس -- على الرغم من أن هذا الأخير قد نزحت من قبل الأساليب القائمة على التيتانيوم.
في العصر المعاصر ، لا يزال ochre مادة مهمة. لا يزال يستخدم كصبغة ، ولكنه وجد تطبيقات أخرى مثل الحفز ، كمادة مضافة للأسمنت وفي تركيب الجسيمات النانوية الحديدية. هذا بالإضافة إلى استخدامه كخام من الحديد. يمكن أن تحتوي على ليموزين ما يصل إلى 59.8 الحديد (3). في حين أن هذه القيمة ليست عالية مثل المغنطيسية أو ، على وجه الخصوص ، الهيماتيت (4) ، إلا أنها لا تزال خامًا قابلًا للتطبيق من المعدن المهم اقتصاديًا للغاية.
سيتم استخدام مصطلحي ochre الأصفر و limonite بالتبادل في جميع أنحاء هذه المقالة.
أوشر الأصفر كما تم توفيره من قبل بيغماتيت الأفريقية
ويحتوي الأوشر الأصفر كما زودته به بيغماتيت الأفريقية على أكسيد الحديد (3) (27.0 في المائة)، الألومينا (14.0 في المائة) والسيليكا (47.0٪) حسب الكتلة، مع التوازن يجري تتبع المعادن. الطحن القياسي هو حجم الجسيمات حيث 90٪ أصغر من 75 ميكرومتر والتجفيف هو بحد أقصى 3٪ من الماء حسب الكتلة.
الأصباغ والأصباغ
الاستخدام الأكثر انتشارا من ochre هو صبغة. لونها الأصفر اللامع مرغوب فيه للغاية. تشير الدراسات التي أجريت على اللوحات القديمة وأغطية الجدران إلى أن أوشر أصفر كان يستخدم في كل من روما القديمة (5) ومصر (6) ، على الرغم من أن التصاميم التجريدية المصنوعة من أوشر في جنوب أفريقيا قد تعود إلى ما يصل إلى 75،000 سنة. كصبغة في الدهانات الحديثة ، فهي مسؤولة عن الأشكال الصفراء الترابية (7). وقد تم استخدامه كصبغة مستقرة على المدى الطويل للأشرعة والألياف الطبيعية وحتى فعالة على ألياف البوليكريلونتريل الاصطناعية (8).
الترم
التهيئة التمعدن هي العملية التي تجمع بها الرواسب المعدنية وتشكل الكائنات الحية الداخلية، كوسيلة للتحجر. ليمنيت هي واحدة من المعادن الرائدة الموجودة في الكائنات المتحجرة (9) وقد لوحظ أنه حيث تم متحجرالكائن الحي مع ليموزينت، وغالبا ما يتم الحفاظ عليه بشكل أفضل من الطرق الأخرى (10).
مواد للبيئة المبنية
واحدة من أقدم الاستخدامات لأوشر هو
صبغة
في الأسمنت / تقديم، وشرح جزئيا المنازل الملونة الغنية في أجزاء من أمريكا اللاتينية وحول حوض البحر الأبيض المتوسط. في كثير من الحالات، تم استخدام ochre فقط كملون (11)، ولكن كانت هناك استخدامات موثقة له حيث يوفر المزيد من الدور الهيكلي بالاقتران مع مركبات أخرى.
الإسمنت والخرسانة
كصبغة في الأسمنت ، أوشر هو المسؤول عن تلوين أصفر قوي وأفيد أنه مستقر للغاية على المدى الطويل (11). وقد أثبتت هذه "الفعالية اللونية" قيمتها على مدى سنوات عديدة. وقد لوحظ أن الخرسانة والأسمنت المصطبغة لها خصائص ميكانيكية أقل بشكل عام من الخرسانة التقليدية - ولكن ليس ذلك بما فيه الكفاية لمنع استخدامها كخريات هيكلية(12).
وكان أحد المقترحات المثيرة للاهتمام لأوشر هو استخدام عنصر في الأسمنت المبرد (13). وهذا هو، والاسمنت الإعداد السريع الذي يشكل ختم حول أنبوب يحتوي على السائل. جنبا إلى جنب مع الجيلاتين والجص من باريس، اقترح الاسمنت استخدام أوشر كواحد من أكبر المكونات على قدم المساواة، وتوفير ختم تحديد منخفضة التكلفة التي هي مرنة للمياه، بما في ذلك في درجات الحرارة العالية. كعنصر من الخرسانة، جنبا إلى جنب مع ilmenite، وقد ثبت ليموزينكجزء من مجموع أن الخرسانة مقاومة للحرارة عالية الأداء، مع تطبيقات بما في ذلك في المفاعلات النووية على نطاق صغير وواسع، حيث تم العثور على الخرسانة ilmenite-limonite أن يكون تخفيف للغاية ضد أشعة غاما الأولية والثانوية والنيوترونات تتحرك بطيئة (14،15)، وهذا تأثير التدريع الإشعاعي ة ويرجع ذلك في المقام الأول إلى محتوى الحديد من بلاطة ملموسة التي تحملها
في إطار فحص الإشعاع المفاعلي ، يبدو أن القاعدة العامة هي أنه كلما زاد محتوى الحديد (أي عن طريق إدراج الليمونيت داخل خليط الخرسانة) في الخرسانة ، كلما كانت قيمة TVL أفضل (16). وTVL هو "طبقة القيمة العاشرة" في اشارة الى متوسط كمية من المواد التدريع (ليمونيت مخدر ملموسة) مطلوب للحد من الإشعاع طرد إلى 10٪ من كثافتها الأولية. يمكن اعتبار TVL مقياسا لمدى جيد المادة في احتواء الإشعاع النووي. مع العزل الخرساني مفاعل ليمونيت التي تحتوي على، وأكثر سمكا نشر الخرسانة، كلما كان ذلك أفضل احتواء الإشعاع(17).
وعلاوة على ذلك، من حيث الخرسانة التقليدية، استخدمت المجاميع المحتوية على الأوشر العالية في إنتاج الخرسانة في جنوب شرق آسيا بنسبة تصل إلى 30 في المائة من المجموع الكلي، مما أدى إلى إنتاج خرسانة قوية مثل الخرسانة العادية(18).
التربة الجانبية
في أجزاء معينة من العالم، توصف التربة بأنها لاتنائية. وهذا يعني أنها تستند إلى حد كبير على الطين، ومسامية. في كثير من الأحيان ، تحتوي هذه أيضًا على كميات كبيرة من الأوشر. وقد صنعت الطوب البدائي من هذه التربة اللاتثية وشكلت العديد من الهياكل المبكرة، ولا سيما في الهند. تطوير على هذه الفكرة، وتطبيق أساليب البناء الحديثة، لبنة خرسانية مصنوعة الآن باستخدام التربة الجانبية المحلية يتطلب 50٪ أقل من الاسمنت كما هو الحال في مناخ معتدل(19). وبالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام الأوشر كمكونات في بناء الطرق السريعة، وتوفير البنية التحتية بمعدل جذاب اقتصاديا (20).
معالجة التربة والمياه
يمكن استخدام العديد من المواد المحتوية على الحديد في قدرة المعالجة - عادة إزالة الملوثات غير المرغوب فيها أو الملوثات من تيارات مياه الصرف الصحي أو التربة. الكروم (السادس) هو ملوث سام وأعلى حالة أكسدة لمعدن الكروم - حتى التعرض المتواضع يكفي للتسبب في مشاكل صحية. إزالة الكروم سداسي التكافؤ من التربة وإمدادات المياه أمر بالغ الأهمية إذا كان من أي وقت مضى تخترق العرض - ويمكن تحقيقها باستخدام الليمونيت. ليمونيت يجمع بين الحد (إلى الكروم (3) من الكروم (السادس)، الكروم (3) ليست مشكلة كبيرة) وs sorption لإزالته. في محلول مائي حمضي معتدل ، تمكنت الليمونيت من إزالة 55٪ ±1٪ من Cr (VI) باستخدام الليمونيت المعالج إلى 0.15 إلى 0.075 مم (100 إلى 200 شبكة)(21). وجاء العائق الوحيد بعد فترات طويلة إلى حد كبير من الزمن حيث تسبب التعرض المستمر تغييرات مورفولوجيا لليمونيت - وبالتالي تخفيضات في الطورب والحد من الكفاءة.
الحفز
الحفز الحديد هو، في حد ذاته، حقل كبير ومتنوع. وبعض الشواغل الرئيسية المتعلقة بالعوامل الحفازة التقليدية هي أنها يمكن أن تكون مكلفة لإنتاجها أو تفتقر إلى الاستقرار الطويل الأجل.
أوشر / ليمنيت لديه القدرة على التغلب
على هذه القضايا. في بعض الحالات، يمكن أن يكون الليموزين حتى التضحية، ويجري تحويلها بسهولة إلى مركبات أخرى مثل الجسيمات النانوية.
لتركيب الجسيمات النانوية الحديدية
وقد استخدمت الجسيمات النانوية الحديد لعدد لا يحصى من المهام في العقدين الماضيين، مع تطبيقات عبر الطيف الحفاز، فهي قصب السبق لمساحة سطحها إلى نسبة الحجم. وقد تم تركيب الجسيمات النانوية الحديد مباشرة من ليمونيت(22)، وقد ثبت أنها فعالة لإزالة الكروم سداسي التكافؤ السامة من تيارات النفايات. ليمونيت يمكن أن يكون مصدرا غير مكلفة من أكسيد الحديد عالية النقاء التي لجعل الجسيمات النانوية الحديد - مماثلة للمغناطيسية أو الهيماتيت في كثير من الحالات.
يمكن تخفيض ليمونيت وتشكيلها في جسيمات نانوية الحديد صفر التكافؤ (ZVNP) من خلال عملية بسيطة نسبيا، وقد وجدت هذه ZVNPs تطبيقات في تنقية المياه وفي مسارات معالجة النفايات الصناعية مثل إزالة شبهنيتورفينول(23). منذ عام 1972، استخدمت ZVNPs في المبيدات الحشرية والمركبات المكلورة في الوسائط المائية (24).
عمليات التحلل والإصلاح
ليمنيت / الأصفر ochre ، كما ذكر ، هو مصدر مفيد للحديد ويمكن استخدامها كمحفز لعدة عمليات التحلل / الإصلاح. هذه تأخذ عادة المواد السامة أو النفايات خلاف ذلك وتحويلها إلى شيء مفيد أو أسهل للتعامل معها. فعلى سبيل المثال، أفيد بأنه عندما يتم تمرير المركبات العضوية المتطايرة من عمليات الكتلة الأحيائية فوق سرير من الليمنيت في درجات حرارة منخفضة نسبياً يتم إصلاحها لتصبح غازاً غنياً بالهيدروجين (على غرار غاز التوليف)؛ ويعمل هذا النهج أيضا مع مخلفات القطران المتحجرة المتروكة في عمليات الكتلة الأحيائية، ويُزعم أنه فعال مثل المحفز التجاري لأكسيد النيكل والألومنيوم. الميزة هنا واضحة ، واستخدام محفز غير سامة ورخيصة مفيدة على واحد السامة ومكلفة (25).
غالبا ما تستخدم عمليات التغويز مجموعة كاملة من المحفزات لإزالة مركبات مختلفة من الغاز الخام. الأمونيا هي ملوث يمكن العثور عليه كجزء من الغاز المختلط الناتج عن تغويز الكتلة الحيوية وقد أظهرت الأبحاث أنه قابل للإزالة عن طريق استخدام الليمونيت (26). الليمونيت يقاوم التسمم بالكبريت الذي هو سقوط العديد من المحفزات الأخرى المستخدمة لإزالة الأمونيا ، ومع ذلك ، يتطلب الليمونيت درجات حرارة مرتفعة لتحقيق ذلك. تم الإبلاغ عن تحويل كامل تقريبا من قبل limonite من NH3 إلى N2. التغويز كما حفزت من قبل ليمونيت من الكتلة الحيوية الخشبية للغاية ناجحة للغاية، مع الغاز الحيوي الغنية بالهيدروجين المنتجة بمعدل أكبر بنسبة 25٪ مما يمكن تحقيقه مع محفز أوليفين (27) عند استخدامها في إعداد مفاعل السرير السوائل. H عالية2 تحتوي على الغازات هي أقرب بكثير إلى الغاز التوليفي، وبالتالي فتح مجال أكبر للغاز المنتجة لاستخدامها في التركيب الكيميائي بدلا من مجرد حرق كوقود.
وفي عملية مماثلة للتغويز، يمكن تحويل الفحم إلى هيدروكربونات سائلة عن طريق عملية تعرف باسم تسييل الفحم المباشر. وتوفر هذه التقنية، المفيدة بشكل خاص للفحم المنخفض الجودة، وقودا والمواد الأولية القابلة للتطبيق للعمليات الكيميائية والصناعية الأخرى. مثل هذا المحفز لتسييل الفحم المباشر هو الليمونيت. وتبين البحوث أن الليمونيت منخفض المحتوى من الهيماتيت هو محفز متفوق للتحويل، مع ملاحظة كفاءات التحويل المثلى عندما استخدمت ليمونيت يحمل نسبة ماء إلى حديد تبلغ 0.60(28).
بناء على ردود الفعل الكلاسيكية على غرار صناعة البتروكيماويات مع الهيدروكربونات التاري، وقد استخدمت ليموزينل لتحفيز تكسير غازات العادم من الانحلال الحراري من الفحم منخفضة الجودة في درجات حرارة منخفضة. وفي رد الفعل هذا، يفضل التكسير الهيدروكربونات العطرية الصغيرة المفيدة صناعيا مثل المواد الخام (29). الاسترالية الملغومة عالية ونزوح محتوى ochre وقد استخدمت لتنظيف الزجاج الساخن. يتم وضع الاطلسي-FeOOH في الغلاف الجوي الحد في 500 درجة مئوية، وتبين لإزالة البيريدين من تدفق الغاز وتحويله إلى غاز النيتروجين حميدة تتجاوز معدل التحويل 80٪(30). مثير للإعجاب بشكل خاص هو أن التحويل عمل أيضًا بشكل جيد في نفس درجة الحرارة ، ولكن دون تقليل الغلاف الجوي.
عندما تستخدم كمؤيد لمحفزات أخرى، وقد ثبت ليمونيت فائدة في تحلل ثاني كبريتيد الكربون، وهو الغاز الذي من خلال ردود الفعل في الغلاف الجوي هو واحد من الأسباب الرئيسية للأمطار الحمضية. مزيج من الليمونيت ومحفز BiVO4 إزالة فعالة للكبريتيد في درجات حرارة معتدلة(31). معالجة الأوكري يحولها حراريا من الليمونيت إلى الهيماتيت ، والتي يمكن استخدامها للتكسير الحفاز الحراري من التولوين إلى هيدروكربونات صغيرة ، بما يزيد عن كفاءة 90٪ (32). ولوحظ أن هذا النشاط لا يمكن أن يتحقق من الهيماتيت وحده باعتباره ملغوماً. كما ذكر سابقا، لا يعتبر ليمونيت / أوشر كمصدر "أفضل" للحديد، وعن طريق التحميص القلوية أوشر تليها المعالجة الحرارية المائية، فإنه يمكن تحويلها إلى أعلى Fe2O3-تحتويعلى المواد، والتي لديها تطبيق أوسع(33).
تتحرك نحو تطبيقات من النوع البيولوجي، وقد ثبت أن ليمونيت نشطة تحفيزيا للتحلل المائي للببتيدات الميكروستين، متفوقا على أقرانه المعدنية الأخرى (34)، وذلك بسبب طابع حمضي للغاية لويس على سطحه. مع هذه المعرفة ، يمكن استخلاص الأفكار في الاضمحلال الطبيعي وتحلل microcystins.
يجب عليك تسجيل الدخول لكتابة تعليق.