{"id":23852,"date":"2019-11-26T07:20:55","date_gmt":"2019-11-26T07:20:55","guid":{"rendered":"https:\/\/mineralmilling.com\/aplicaciones-y-usos-de-magnetita\/"},"modified":"2024-01-24T11:04:57","modified_gmt":"2024-01-24T09:04:57","slug":"aplicaciones-y-usos-de-magnetita","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/mineralmilling.com\/es\/aplicaciones-y-usos-de-magnetita\/","title":{"rendered":"Aplicaciones y usos de Magnetita"},"content":{"rendered":"\n

\n\tAplicaciones y usos de magnetita<\/b>\n\t<\/h1>\n

\n\tIntroducci\u00f3n a la magnetita\n\t<\/h2>\n\t

El \u00f3xido de magnetita es uno de los principales minerales de hierro, y el m\u00e1s magn\u00e9tico de todos los minerales naturales en la naturaleza. Su uso principal es como fuente de hierro. Magnetita, que tiene la Uni\u00f3n Internacional de Qu\u00edmica Pura y Aplicada (IUPAC) nombre hierro (ii,iii) \u00f3xido, es un mineral met\u00e1lico, negro, opaco que tiene la f\u00f3rmula qu\u00edmica Fe3<\/sub>O4<\/sub>, por lo tanto contiene cuatro \u00e1tomos de ox\u00edgeno por cada tres hierros. La magnetita contiene hierro en dos estados de oxidaci\u00f3n, f\u00e9rrico (Fe3+<\/sup>) y ferroso (Fe2+),<\/sup>que es \u00fanico entre los \u00f3xidos de hierro. Su estructura es una espinela inversa, con los iones de \u00f3xido formando una celos\u00eda c\u00fabica centrada en la cara, con hierro ocupando el espacio en los sitios intersticiales.<\/p>\n

La magnetita natural se encuentra principalmente como cristales octa\u00e9dricos. Como fuente principal de hierro, se trata en un alto horno para producir esponja o hierro de cerdo, ambos para ser utilizados en la fabricaci\u00f3n a gran escala de acero. La magnetita se puede encontrar ampliamente distribuida por todo el mundo, principalmente como dep\u00f3sitos a gran escala, en roca \u00edgnea y metam\u00f3rfica, en f\u00f3siles a trav\u00e9s de un proceso de biomineralizaci\u00f3n y tambi\u00e9n en arena negra. Adem\u00e1s, se ha encontrado que Fe3<\/sub>O4<\/sub> se deposita en tejidos de mam\u00edferos, incluido el cerebro humano, tambi\u00e9n a trav\u00e9s de un proceso de biomineralizaci\u00f3n (1).<\/p>\n\t\t\t\t\"mineral\n

\n\t Magnetita y Magnetismo\n\t<\/h2>\n\t

La pista est\u00e1 en el nombre – muchas aplicaciones hist\u00f3ricas de la magnetita se deben a su naturaleza como un material magn\u00e9tico. La magnetita es ferormagnetica, lo que significa que se siente atra\u00edda por un im\u00e1n y puede ser magnetizada para convertirse en un im\u00e1n permanente. Se informa ampliamente que las aves utilizan campos magn\u00e9ticos para ayudar en su navegaci\u00f3n – este fen\u00f3meno magnetorecepci\u00f3n se debe a la respuesta de una sola magnetita cristalina, la base f\u00edsica de los cuales se aplica a muchas especies y organismos que dependen de una sensibilidad a campos magn\u00e9ticos (2). Tambi\u00e9n se ha informado a menudo que una alta presencia de \u00f3xido de magnetita puede causar perturbaciones en la br\u00fajula de un barco – en gran medida en detrimento de muchos marineros en ciertas partes del mundo.<\/p>\n

\n\t Nanopart\u00edculas de magnetita\n\t<\/h2>\n\t

Muchos de los usos de alto perfil de la magnetita son cuando la magnetita est\u00e1 en forma de nanopart\u00edculas, es decir, en el tama\u00f1o de part\u00edcula por debajo de la escala de micr\u00f3metros (3). Tales ejemplos de magnetita de nanopart\u00edculas incluyen como en los ferrofluidos, que se han demostrado como \u00fatiles en la administraci\u00f3n de medicamentos (4), y la purificaci\u00f3n del agua. Algunos de estos usos emplean magnetita de tama\u00f1o microescala adem\u00e1s de nanoescala.<\/p>\n\t\t\t\t\"la\n

\n\tAplicaciones de magnetita\n\t<\/h2>\n\t

A pesar de los muchos usos de magnetita en la forma de nanopart\u00edculas, tambi\u00e9n tiene varias aplicaciones en la micro- y hasta la escala macro. Procesos industriales como en la fabricaci\u00f3n de acero (que no se tratar\u00e1 nalen m\u00e1s aqu\u00ed), como fuente de \u00f3xido y, en contraste, agentes en im\u00e1genes m\u00e9dicas. Se discutir\u00e1n otros usos como catalizadores, ferrofluidos, pigmentos y tintas.<\/p>\n\t\t\t\t\"planta\n

\n\tProcesos industriales\n\t<\/h2>\n\t

Tal vez la aplicaci\u00f3n m\u00e1s conocida de arena negra magnetita se encuentra en la s\u00edntesis industrial de amon\u00edaco a trav\u00e9s del proceso Haber-Bosch (H-B) (5). El proceso H-B produce amon\u00edaco mediante la conversi\u00f3n de nitr\u00f3geno atmosf\u00e9rico con hidr\u00f3geno bajo temperaturas y presiones elevadas, empleando un catalizador de hierro heterog\u00e9neo. La magnetita es el material de origen principal para esto. La magnetita molida se reduce parcialmente, liber\u00e1ndola de parte de su ox\u00edgeno, dejando un catalizador que lleva un n\u00facleo de magnetita con una c\u00e1scara externa de \u00f3xido ferroso (FeO, w-rstite). La ventaja de este catalizador viene en su porosidad, y por lo tanto es un material altamente activo, de alta superficie. El amon\u00edaco es una materia prima qu\u00edmica importante y es un componente clave en la fabricaci\u00f3n de fertilizantes, y el uso de magnetita en H-B proporciona un catalizador econ\u00f3mico y confiable para este proceso de importancia mundial (6).<\/p>\n\t

Otra aplicaci\u00f3n de alta importancia de la arena negra de magnetita se encuentra dentro del proceso Fischer-Tropsch (F-T), donde el mon\u00f3xido de carbono y el hidr\u00f3geno se convierten en peque\u00f1os hidrocarburos de cadena recta, que luego pueden someterse a un proceso de agrietamiento\/ reforma \/ isomerizaci\u00f3n en combustibles sint\u00e9ticos. El F-T es una parte esencial del sector petrolero mundial, que garantiza el suministro de hidrocarburos cuando se inhibe la producci\u00f3n tradicional y produce constantemente productos di\u00e9sel de bajo contenido de azufre. La reacci\u00f3n F-T entre el mon\u00f3xido de carbono y el hidr\u00f3geno (gas de s\u00edntesis) es t\u00edpicamente catalizada por un catalizador de metal de transici\u00f3n, como el n\u00edquel, el cobalto o el rutenio. Los catalizadores a base de hierro tambi\u00e9n son una opci\u00f3n popular debido a su ubicuidad y naturaleza relativamente barata \u2013 el \u00f3xido de magnetita es un ejemplo. La magnetita en polvo se reduce parcialmente con hidr\u00f3geno, produciendo un catalizador de bajo poro, de bajo tama\u00f1o de poro con di\u00e1metros en la regi\u00f3n de 100 micras. El catalizador de magnetita est\u00e1 activo con una carga baja de un promotor como s\u00edlice, y a temperaturas t\u00edpicas del reactor de 340 oC (7). Tambi\u00e9n se ha demostrado que los catalizadores de hierro, como la magnetita, son eficaces en procesos De-T de baja temperatura que producen hidrocarburos l\u00edquidos y ceras. Los catalizadores de hierro son menos sensibles a la intoxicaci\u00f3n por sulfuro de hidr\u00f3geno (un contaminante com\u00fan en el gas de s\u00edntesis) que los catalizadores de cobalto, y son inherentemente m\u00e1s baratos que sus hom\u00f3logos de rutenio (8). Adem\u00e1s, la magnetita est\u00e1 activa en la reacci\u00f3n de cambio de agua-gas que acompa\u00f1a a las principales reacciones F-T (9).<\/p>\n\t\t\t\t\"peque\u00f1a\n\t\t\t\t\"a\n\t

La magnetita natural se ha utilizado como catalizador para la degradaci\u00f3n de alta eficiencia del per\u00f3xido de hidr\u00f3geno en radicales hidroxilo, que luego se utilizaron para degradar el para-nitrofenol. <\/em> El polvo de arena negra magnetita con un tama\u00f1o de part\u00edcula de 75 micras se ha utilizado a una carga de 1 g\/L a pH neutro para catalizar r\u00e1pidamente la degradaci\u00f3n del per\u00f3xido a los radicales hidroxilo, lo que r\u00e1pidamente caus\u00f3 la descomposici\u00f3n de la <\/em>para-nitrofenol presente(10). <\/em>Para-nitrofenol es un contaminante conocido de una variedad de procesos industriales, tales como petroqu\u00edmicos, pesticidas y fabricaci\u00f3n de papel; y un contaminante conocido. El \u00f3xido negro de magnetita se ha demostrado trabajando de manera similar en la degradaci\u00f3n de 2-clorobifenilo, a trav\u00e9s de la producci\u00f3n asistida por magnetita mediada por super\u00f3xido de radicales hidroxilo(11). En ambos casos se observ\u00f3 que una peque\u00f1a cantidad del contaminante se elimin\u00f3 por adhesi\u00f3n superficial al catalizador de la magnetita.<\/p>\n\t

Otros procesos de degradaci\u00f3n catalizados por fertilizantes magnetita son aquellos que eliminan los hidrocarburos arom\u00e1ticos polic\u00edclicos, n<\/em>-alcanos y residuos de aceite refractario como contaminantes en los suelos. En dos estudios, el fertilizante de magnetita en polvo se demostr\u00f3 como un catalizador altamente eficaz para las v\u00edas de degradaci\u00f3n de la oxidaci\u00f3n de Fenton (per\u00f3xido a hidroxilo, como arriba) y la degradaci\u00f3n de la oxidaci\u00f3n del persuto(12). Magnetita super\u00f3 a un catalizador soluble Fe2+<\/sup> en la eliminaci\u00f3n de entre 80 y 90 residuos de petr\u00f3leo crudo del suelo en una semana, en comparaci\u00f3n con s\u00f3lo 10-15 para el catalizador de hierro regular(13). El uso de fertilizantes de magnetita como un alivio de la contaminaci\u00f3n del suelo es particularmente bienvenido debido a la naturaleza t\u00f3xica relativamente baja de la magnetita. Tambi\u00e9n se ha demostrado como un catalizador eficaz en la degradaci\u00f3n del fenol – otro subproducto industrial – bajo irradiaci\u00f3n ultravioleta donde la reducci\u00f3n de Fe3+<\/sup> a Fe2+<\/sup> se consider\u00f3 que desempe\u00f1a un papel clave en la actividad del catalizador, con el tama\u00f1o de las part\u00edculas de \u00f3xido negro de magnetita sin importancia(14).<\/p>\n\t\t\t\t\"carrete\n\t\t\t\t\"cintas\n

\n\tUsos medicinales\n\t<\/h2>\n\t

La magnetita ha encontrado un amplio uso en el campo medicinal. Se ha demostrado que el ADN se extrae de los granos de ma\u00edz vie el uso de compuestos magneto y magnetita-s\u00edlice, ambos funcionan mejor que los kits de extracci\u00f3n de ADN disponibles comercialmente. La extracci\u00f3n mediante \u00f3xido negro de magnetita fue de alto rendimiento y dio lugar a extractos que eran adecuados para su uso en la digesti\u00f3n enzim\u00e1tica y el proceso de reacci\u00f3n en cadena de la polimerasa(15). Polvo de magnetita a escala de 5 micras se ha utilizado como un tinte en gelatina manchada para el ensayo de la actividad proteol\u00edtica – la descomposici\u00f3n de prote\u00ednas en polip\u00e9ptidos m\u00e1s peque\u00f1os y \/ o amino\u00e1cidos(16).<\/p>\n\t\t\t\t\"m\u00e1quina\n\t

Los agentes de contraste de resonancia magn\u00e9tica (RM) a menudo se notifican como aplicaciones de alta eficacia para la magnetita debido a sus propiedades superparamagn\u00e9ticas – se vuelven magn\u00e9ticos dentro del fuerte campo magn\u00e9tico del instrumento de RMN, pero pierden este magnetismo cuando pierden este magnetismo cuando pierden este magnetismo cuando el campo ya no se aplica y son altamente detectables(17). Los <\/em>estudios vivo con ratas han demostrado que cuando se combina con dextran (un polisac\u00e1rido de cadena larga), cruzar\u00e1 la barrera hematoencef\u00e1lica y proporcionar\u00e1 propiedades de contraste eficaces(18). Un informe mostr\u00f3 que la ingesti\u00f3n intencional de magnetita en polvo result\u00f3 ser una fuente inesperada de agente de contraste, aunque cabe se\u00f1alar que no se recomienda el consumo intencional de magnetita como suplemento diet\u00e9tico para el hierro(19).<\/p>\n\t

Como ferrofluido, Fe3<\/sub>O4<\/sub> ha encontrado un uso potencial en el tratamiento de la hipotermia(20), por lo que se suspendi\u00f3 una soluci\u00f3n de materiales met\u00e1licos (en este caso magnetita) en un gel comercial para imitar el tejido de los mam\u00edferos. Al pasar una corriente a trav\u00e9s del gel portador de magnetita, se indujo calor localizado. Un ferrofluido es una dispersi\u00f3n de una sustancia de tipo hierro en un medio l\u00edquido. Del mismo modo, la magnetita se ha incluido en la fabricaci\u00f3n de vitrocer\u00e1mica ferormagnetica y se utiliza como \u00abtermosemillas\u00bb para el tratamiento hipert\u00e9rmico de c\u00e9lulas cancerosas, con un contenido de magnetita de hasta 60. Estas \u00abtermosemillas\u00bb se implantan alrededor de tumores en forma granular y el calentamiento hiperlocalizado es inducido por la aplicaci\u00f3n de un campo de magnetita magn\u00e9tica(21), que causa la muerte celular.<\/p>\n\t\t\t\t\"m\u00e1quina\n

\n\tOtros usos\n\t<\/h2>\n\t

Como componente en los medios de grabaci\u00f3n, se ha utilizado magnetita – aunque a menudo se reduce a gamma-Fe2<\/sub>O3<\/sub> para aplicaciones de grabaci\u00f3n de alta calidad(22), dopado con peque\u00f1as cantidades de cobalto para una legibilidad \u00f3ptima. Magnetita ha sido encontrada como una pigmento negro<\/a><\/u> en recubrimientos t\u00e9rmicos, con mayor absorci\u00f3n de luz que otros pigmentos negros inorg\u00e1nicos comunes(23). Se utiliza en cartuchos de t\u00f3ner en aplicaciones de impresi\u00f3n.<\/p>\n\t\t\t\t\"rociado\n\t

La magnetita ha sido empleado ampliamente en la purificaci\u00f3n de agua<\/a><\/u> y se ha formado en microesferas polim\u00e9ricas junto con estireno y divinilbenceno para producir resinas de intercambio de iones magn\u00e9ticos(24), mostrando una buena eficiencia en la eliminaci\u00f3n de contaminantes t\u00f3xicos de cobalto y nitrato del agua. En una planta de Australia, la magnetita a escala micrones se ha utilizado como reactivo en la purificaci\u00f3n y clarificaci\u00f3n del agua, produciendo un suministro potable a partir de aguas subterr\u00e1neas y superficiales de baja calidad. Las cuestiones relativas a un reactivo \u00abcargado\u00bb que es dif\u00edcil de eliminar se resolvieron por la naturaleza de la magnetita magn\u00e9tica (25). Los hidrocarburos clorados se pueden eliminar del agua a trav\u00e9s de bacterias que se han adsorbido en magnetita, que luego se pueden eliminar utilizando un campo magn\u00e9tico(26).<\/p>\n\t\t\t\t\"proceso\n

\n\tResumen\n\t<\/h2>\n\t