{"id":25267,"date":"2020-01-06T08:34:03","date_gmt":"2020-01-06T08:34:03","guid":{"rendered":"https:\/\/mineralmilling.com\/magnetita-grabacion-colorantes-fischer-tropsch\/"},"modified":"2024-09-17T14:58:07","modified_gmt":"2024-09-17T12:58:07","slug":"magnetita-grabacion-colorantes-fischer-tropsch","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/mineralmilling.com\/es\/magnetita-grabacion-colorantes-fischer-tropsch\/","title":{"rendered":"Magnetita: Grabaci\u00f3n, Colorantes , Fischer-Tropsch"},"content":{"rendered":"\r\n

Magnetita: usos y aplicaciones en medios de grabaci\u00f3n, pigmentos \/ colorantes y el proceso Fischer-Tropsch<\/b><\/h1>\r\n

Breve introducci\u00f3n a la magnetita<\/h2>\r\n

La magnetita, el \u00f3xido de hierro(ii,iii), es un mineral importante de hierro, y por lo tanto encuentra su uso principal como fuente de hierro y para la producci\u00f3n de acero. Es negro, opaco y tiene la f\u00f3rmula qu\u00edmica Fe3<\/sub>O4,<\/sub>que posee hierro en los estados de oxidaci\u00f3n 3+ (ferr\u00edcrico) y 2+ (ferroso). Se encuentra ampliamente distribuido como dep\u00f3sitos a gran escala, en roca \u00edgnea y metam\u00f3rfica, adem\u00e1s de en arena negra y en f\u00f3siles(1).<\/p>\r\n

Aparte del hierro y el acero, la magnetita es utilizado ampliamente en la purificaci\u00f3n de agua<\/a><\/u>, el proceso Haber-Bosch, en medicina y para la eliminaci\u00f3n de contaminantes de los procesos industriales. Aqu\u00ed, veremos tres aplicaciones de magnetita: en los medios de grabaci\u00f3n, el proceso Fischer-Tropsch para la producci\u00f3n de hidrocarburos sint\u00e9ticos, y en el espacio de recubrimientos, pigmentos y colorantes.<\/p>\r\n

\"Buque<\/p>\r\n

Medios de grabaci\u00f3n<\/h2>\r\n

La cinta magn\u00e9tica es uno de los m\u00e9todos m\u00e1s antiguos de almacenamiento de datos (voz\/m\u00fasica anal\u00f3gica y copias de seguridad digitalizadas por ordenador digitalizadas, por ejemplo) y, a pesar de su obsolescencia percibida, muchas empresas todav\u00eda dependen de un sistema basado en cinta magn\u00e9tica dentro de su r\u00e9gimen general de gesti\u00f3n de datos. Hasta 77 de las empresas encuestadas(2) declararon que utilizaban cinta magn\u00e9tica como parte de su operaci\u00f3n de gesti\u00f3n de datos. Conocida por su longevidad en condiciones \u00f3ptimas de almacenamiento, la cinta magn\u00e9tica sigue siendo una parte clave de muchos servicios de archiving(3). Tan recientemente como 2014, Sony anunci\u00f3 una nueva cinta magn\u00e9tica, aparentemente para las operaciones del servidor, con una capacidad de 185 GB. Magnetita, como fuente principal de \u00f3xido de hierro<\/a><\/u>, fue un material utilizado para la producci\u00f3n de cinta magn\u00e9tica(4).<\/p>\r\n

\u00bfComo funciona?<\/h3>\r\n

Como magnetita (y este \u00f3xido de hierro (iii)) es fermagnetico, pasarlo a trav\u00e9s de una bobina magn\u00e9tica alinear\u00e1 los momentos magn\u00e9ticos del \u00f3xido de hierro en una sola direcci\u00f3n. En el caso de los medios de grabaci\u00f3n, la bobina magn\u00e9tica es un ferroim\u00e1n y un electroim\u00e1n, y se llama cabezal de grabaci\u00f3n. Para grabar, una corriente de la se\u00f1al a grabar se pulsa a la bobina de ferroim\u00e1n, lo que a su vez magnetiza la cinta a trav\u00e9s de un campo magn\u00e9tico inducido proporcional a la se\u00f1al. Para la reproducci\u00f3n (o decodificaci\u00f3n), una cinta ya magnetizada se pasa a trav\u00e9s de la misma bobina, esto induce una tensi\u00f3n en la bobina, que se puede transmitir en adelante. La misma idea b\u00e1sica se utiliza en todos los medios de cinta magn\u00e9tica, con variaciones s\u00f3lo en si el m\u00e9todo de grabaci\u00f3n es lineal o basado en escaneo(2).<\/p>\r\n

\"cintas<\/p>\r\n

\u00bfPor qu\u00e9 magnetita? \u00bfC\u00f3mo se usa?<\/h3>\r\n

\"carrete<\/p>\r\n

La magnetita es conocida como una fuente barata y de alta pureza de \u00f3xido de hierro (iii), y su naturaleza como material ferormagnetico significa que es \u00fatil como componente de un medio de almacenamiento. Brevemente, una emulsi\u00f3n de \u00f3xido de hierro se deposita en una pel\u00edcula de pl\u00e1stico con un aglutinante. Este \u00f3xido de hierro no magnetizado es estable y la cinta progresar\u00e1 en un cabezal de grabaci\u00f3n. La magnetita se ha empleado no solo, sino que se ha dopado con otros elementos ya en la d\u00e9cada de 1950, como el cobalto(5) ofrececintas con una salida de se\u00f1al mucho m\u00e1s consistente. La preparaci\u00f3n de la pel\u00edcula de magnetita implica el dep\u00f3sito de magnetita amorfa (Fe2<\/sub> O3<\/sub>) en una pel\u00edcula, calent\u00e1ndola hasta que llegue a la fase alfa<\/em>cristalina, y luego reducir a magnetita(6), esto resulta en una sola pel\u00edcula continua de magnetita pura, altamente favorable para aplicaciones de medios de grabaci\u00f3n de alta calidad, como en un entorno de centro de datos.<\/p>\r\n

Pigmentos, Tintes y Recubrimientos<\/h2>\r\n

Como material natural y altamente resistente, la magnetita ha encontrado varios usos en el sector de pigmentos\/colorantes\/recubrimientos. Premiada por su dureza relativa (circa. 6 mohs) y resistencia al calor, la presi\u00f3n y la intemperie, la magnetita es ampliamente utilizada especialmente para el recubrimiento de estructuras de acero y hierro, equipos mec\u00e1nicos y m\u00e1s.<\/p>\r\n

\u00bfPor qu\u00e9 magnetita? \u00bfC\u00f3mo se usa?<\/h3>\r\n

En t\u00e9rminos de recubrimientos, la capacidad de magnetita para absorber la luz es mayor que la de muchos otros pigmentos inorg\u00e1nicos comunes(7), su alto rendimiento es especialmente notable debido a su bajo costo y alta disponibilidad. En situaciones de pigmentaci\u00f3n y te\u00f1ido, se ha demostrado que la magnetita tiene una alta resistencia al tinte y una buena absorci\u00f3n de aceite(8). Esta segunda cualidad es particularmente importante teniendo en cuenta que el componente principal de la pintura se basa en aceites y\/o productos qu\u00edmicos a base de hidrocarburos. La dispersi\u00f3n de las part\u00edculas de \u00f3xido de hierro fue en la escala de micras. La magnetita es un pigmento que ofrece un color negro. Se ha utilizado como pigmento al menos tan pronto como en la Antigua Grecia, donde las figuras caracter\u00edsticas de la cer\u00e1mica de terracota se produjeron al menos parcialmente con pigmento de magnetita(9).<\/p>\r\n

\"Colecci\u00f3n<\/p>\r\n

El hecho de que tales ornamentos sobrevivan hoy en d\u00eda en tan buenas condiciones es un testimonio de la estabilidad de la magnetita. En las tintas de impresi\u00f3n, la magnetita se ha utilizado agreg\u00e1ndola a un aceite siccative(10). Bas\u00e1ndose en la estabilidad percibida y la inercia relativa de la magnetita, se han utilizado pinturas anticorrosivas que contienen magnetita para proteger estructuras y maquinarias de acero(11), con recubrimientos de acero de entre 50 y 80 micras. Se informa que los tratamientos anticorrosivos basados en magnetitas superan a sus contrapartes disponibles comercialmente basadas en hematita. El uso de magnetita con resinas de tipo epoxi ha demostrado ser un \u00fatil recubrimiento de pintura h\u00edbrida para aplicaciones marinas(12). En general, los pigmentos y recubrimientos que contienen magnetita son muy elogiados por su resistencia a la penetraci\u00f3n por el agua y los \u00e1cidos y bases suaves.<\/p>\r\n

El proceso Fischer-Tropsch<\/h2>\r\n

El proceso Fischer-Tropsch (F-T) es un componente esencial de la industria petroqu\u00edmica mundial moderna. Es un proceso industrial que convierte el mon\u00f3xido de carbono y el hidr\u00f3geno de bajo valor (denominados conjuntamente gas de s\u00edntesis ‘syngas’) en productos de hidrocarburos de mayor valor, que pueden ser procesados posteriormente a trav\u00e9s de agrietamiento, isomerizaci\u00f3n y reforma en productos esenciales de hidrocarburos productos como el di\u00e9sel y los combustibles de aviaci\u00f3n. El proceso F-T garantiza que los aceites y combustibles sint\u00e9ticos est\u00e9n siempre disponibles para el mercado, proporcionando a la econom\u00eda mundial una p\u00f3liza de seguro contra problemas con la producci\u00f3n de petr\u00f3leo crudo. F-T se basa en altas temperaturas y presiones – y crucialmente un catalizador de metal – para convertir syngas en combustibles utilizables. Una perspectiva a menudo citada sugiere que algunos dep\u00f3sitos de hidrocarburos de origen natural se originaron debido a un proceso similar a F-T catalizado por magnetita en los l\u00edmites de placas tect\u00f3nicas en el Medio Oriente(13). El proceso F-T tambi\u00e9n puede utilizar di\u00f3xido de carbono en la producci\u00f3n de combustibles(14).<\/p>\r\n

\"refiner\u00eda<\/p>\r\n

\u00bfComo funciona?<\/h3>\r\n

El proceso F-T es una serie de reacciones qu\u00edmicas, demasiado enrevesadas para discutir aqu\u00ed, pero esencialmente es la reacci\u00f3n catalizada de metal de transici\u00f3n entre hidr\u00f3geno y mon\u00f3xido de carbono produciendo, t\u00edpicamente, hidrocarburos de cadena corta y agua como subproducto. La identidad del catalizador suele ser n\u00edquel, cobalto, rutenio o hierro. La magnetita se utiliza a menudo como catalizador, ya que es una fuente de hierro de alta pureza y barata, debido a su relativa abundancia. Los catalizadores de hierro son significativamente m\u00e1s baratos y de actividad comparable a los de rutenio(15). En el reactor, la magnetita en polvo se reduce parcialmente por el hidr\u00f3geno en las singas, produciendo un catalizador combinado de \u00f3xido de hierro y hierro in situ.<\/em> El catalizador producido se caracteriza por su baja porosidad y su peque\u00f1o tama\u00f1o poro, con di\u00e1metros en la regi\u00f3n de 100 micras. La magnetita se a\u00f1ade al reactor junto con la s\u00edlice que act\u00faa como un promotor de la reacci\u00f3n. Los catalizadores basados en magnetitas son conocidos por su estabilidad a lo largo del tiempo, y por lo tanto ayudan a garantizar un proceso general estable.<\/p>\r\n

\u00bfPor qu\u00e9 magnetita? \u00bfC\u00f3mo se usa?<\/h3>\r\n

Como se mencion\u00f3, la ubicuidad y el precio de la magnetita es una raz\u00f3n clave por qu\u00e9 se emplea como catalizador. En un reactor t\u00edpico a gran escala, se pueden utilizar decenas o cientos de kilogramos de catalizador, y es importante evitar que los costos aumenten. Se ha demostrado que los catalizadores a base de hierro son \u00fatiles en una variedad de condiciones de F-T, incluyendo reactores de menor temperatura para producir hidrocarburos l\u00edquidos e incluso ceras. F-T de alta temperatura produce t\u00edpicamente hidrocarburos de cadena muy corta como el propano. etano y metano – que se realizan como gases. La reacci\u00f3n de cambio de gas de agua es una parte crucial del proceso general de F-T y se sabe que la magnetita est\u00e1 activa en esto(16), y se sabe que los catalizadores de tipo hierro como la magnetita son m\u00e1s resistentes a la intoxicaci\u00f3n por sulfuro que sus hom\u00f3logos de cobalto(17) – hidr\u00f3geno el sulfuro es un contaminante com\u00fan en las singas. El uso de F-T para producir combustible di\u00e9sel es particularmente ventajoso, ya que a menudo produce un menor contenido de azufre que el que estar\u00eda disponible en la producci\u00f3n convencional. Los estudios han demostrado que los catalizadores a base de hierro son m\u00e1s selectivos para la producci\u00f3n de olefina que otros metales de transici\u00f3n(18).<\/p>\r\n

\"magnetita<\/p>\r\n

Muchos estudios han analizado la suplementaci\u00f3n de la magnetita en el reactor para afinar el resultado de la reacci\u00f3n – para proporcionar un sesgo de selectividad para un tipo particular de combustible, por ejemplo. El \u00f3xido de hierro en polvo tradicional se ha tratado mediante impregnaci\u00f3n con hasta 6 wt de potasio, cobalto o molibdeno(19), con los experimentos dopados con potasio y cobalto que demuestran un sesgo de selectividad sustancial para los hidrocarburos del rango de queroseno (como se utiliza en combustibles de aviaci\u00f3n) de hasta 30. Cuando el sodio se utiliz\u00f3 como promotor, la selectividad del metano disminuy\u00f3, sin embargo, su impacto en la eficiencia general de la reacci\u00f3n F-T s\u00f3lo es notable cuando el catalizador de hierro se apoya en la al\u00famina(20). Adem\u00e1s, el cobre se ha utilizado como promotor, aumentando las tasas de F-T(21). En el proceso de biomasa a l\u00edquido de producir combustibles sostenibles a partir de productos de desecho utilizando el proceso F-T, se pueden utilizar catalizadores de \u00f3xido de hierro(22), pero se observa que se deben evitar grandes cristales de magnetita en favor de ejemplos m\u00e1s peque\u00f1os debido al riesgo de carburo formaci\u00f3n(23).<\/p>\r\n

Resumen<\/h2>\r\n