{"id":25261,"date":"2020-01-06T08:32:56","date_gmt":"2020-01-06T08:32:56","guid":{"rendered":"https:\/\/mineralmilling.com\/magnetite-enregistrement-colorants-fischer-tropsch\/"},"modified":"2020-01-06T10:58:01","modified_gmt":"2020-01-06T10:58:01","slug":"magnetite-enregistrement-colorants-fischer-tropsch","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/mineralmilling.com\/fr\/magnetite-enregistrement-colorants-fischer-tropsch\/","title":{"rendered":"Magn\u00e9tite: Enregistrement, Colorants , Fischer-Tropsch"},"content":{"rendered":"\n

\n\tMagn\u00e9tite: utilisations et applications dans les supports d’enregistrement, les pigments \/ colorants et le proc\u00e9d\u00e9 Fischer-Tropsch<\/b>\n\t<\/h1>\n

\n\tBr\u00e8ve introduction \u00e0 la magn\u00e9tite\n\t<\/h2>\n\t

La magn\u00e9tite, l’oxyde de fer (ii,iii), est un minerai majeur de fer, et trouve ainsi son utilisation primaire comme source de fer et pour la production d’acier. Il est noir, opaque et a la formule chimique Fe3<\/sub>O4<\/sub>, poss\u00e9dant du fer dans les \u00e9tats d’oxydation 3 ‘(ferrique) et 2 ‘(ferreux). On le trouve largement distribu\u00e9 sous forme de d\u00e9p\u00f4ts \u00e0 grande \u00e9chelle, dans des roches ign\u00e9es et m\u00e9tamorphiques, en plus du sable noir et des fossiles(1).<\/p>\n

Mis \u00e0 part le fer et l’acier, la magn\u00e9tite est largement utilis\u00e9 dans la purification de l’eau<\/a><\/u>, le processus Haber-Bosch, en m\u00e9decine et pour l’\u00e9limination des contaminants dans les proc\u00e9d\u00e9s industriels. Ici, nous allons examiner trois applications de la magn\u00e9tite: dans les supports d’enregistrement, le processus Fischer-Tropsch pour la production d’hydrocarbures synth\u00e9tiques, et dans l’espace des rev\u00eatements, des pigments et des colorants.<\/p>\n\t\t\t\t\"Bateau\n

\n\tSupports d’enregistrement\n\t<\/h2>\n\t

La bande magn\u00e9tique est l’une des plus anciennes m\u00e9thodes de stockage des donn\u00e9es (voix\/musique analogique et back ups d’ordinateurs num\u00e9ris\u00e9s, par exemple) et malgr\u00e9 son obsolescence per\u00e7ue, de nombreuses entreprises s’appuient encore sur un syst\u00e8me bas\u00e9 sur la bande magn\u00e9tique dans le cadre de leur r\u00e9gime global de gestion des donn\u00e9es. Pas moins de 77 entreprises interrog\u00e9es(2) ont d\u00e9clar\u00e9 qu’elles utilisaient du ruban magn\u00e9tique dans le cadre de leurs activit\u00e9s de gestion des donn\u00e9es. Reconnue pour sa long\u00e9vit\u00e9 dans des conditions de stockage optimales, la bande magn\u00e9tique est toujours un \u00e9l\u00e9ment cl\u00e9 de nombreux services d’archivage(3). Pas plus tard qu’en 2014, Sony a annonc\u00e9 une nouvelle bande magn\u00e9tique, apparemment pour les op\u00e9rations du serveur, d’une capacit\u00e9 de 185 Go. La magn\u00e9tite, comme principale source d’oxyde de fer<\/a><\/u>, \u00e9tait un mat\u00e9riau utilis\u00e9 pour la production de ruban magn\u00e9tique(4).<\/p>\n

\n\tComment \u00e7a marche?\n\t<\/h3>\n\t

Comme la magn\u00e9tite (et cet oxyde de fer (iii) est ferrimagnetic, le passage \u00e0 travers une bobine magn\u00e9tique alignera les moments magn\u00e9tiques de l’oxyde de fer dans une seule direction. Dans le cas des supports d’enregistrement, la bobine magn\u00e9tique est un ferromagnet et un \u00e9lectroaimant, et est appel\u00e9e t\u00eate d’enregistrement. Pour consigner, un courant du signal \u00e0 enregistrer est puls\u00e9 sur la bobine de ferromagnet, qui magn\u00e9tise \u00e0 son tour la bande via un champ magn\u00e9tique induit proportionnel au signal. Pour la lecture (ou d\u00e9codage), une bande d\u00e9j\u00e0 magn\u00e9tis\u00e9e passe \u00e0 travers la m\u00eame bobine, ce qui induit une tension dans la bobine, qui peut \u00eatre transmise \u00e0 partir. La m\u00eame id\u00e9e de base est utilis\u00e9e sur tous les supports magn\u00e9tiques, avec des variations seulement dans si la m\u00e9thode d’enregistrement est lin\u00e9aire ou bas\u00e9e sur la num\u00e9risation(2).<\/p>\n\t\t\t\t\"cassettes\n

\n\tPourquoi la magn\u00e9tite? Comment est-ce utilis\u00e9?\n\t<\/h3>\n\t\t\t\t\"bobine\n\t

La magn\u00e9tite est connue comme une source peu co\u00fbteuse et de haute puret\u00e9 d’oxyde de fer(iii), et sa nature comme mat\u00e9riau ferrimagnetic signifie qu’il est utile comme composant d’un milieu de stockage. En bref, une \u00e9mulsion d’oxyde de fer est d\u00e9pos\u00e9e sur un film plastique avec un liant. Cet oxyde de fer non magn\u00e9tis\u00e9 est stable et la bande \u00e9voluera vers une t\u00eate d’enregistrement. La magn\u00e9tite a \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9e non seulement, mais dop\u00e9 avec d’autres \u00e9l\u00e9ments d\u00e8s les ann\u00e9es 1950, comme le cobalt(5) se permettre des bandes avec une sortie de signal beaucoup plus coh\u00e9rente. La pr\u00e9paration du film de magn\u00e9tite consiste \u00e0 d\u00e9poser de la magn\u00e9tite amorphe (Fe2 (en)<\/sub> O3<\/sub>) sur un film, le chauffant jusqu’\u00e0 ce qu’il atteigne le phase<\/em>alpha-cristalline, puis r\u00e9duction \u00e0 la magn\u00e9tite(6), cela se traduit par un seul film continu de magn\u00e9tite pure, tr\u00e8s favorable pour les applications de m\u00e9dias d’enregistrement de haute qualit\u00e9, comme dans un environnement de centre de donn\u00e9es.<\/p>\n

\n\tPigments, colorants et rev\u00eatements\n\t<\/h2>\n\t

En tant que mat\u00e9riau naturel et tr\u00e8s r\u00e9sistant, la magn\u00e9tite a trouv\u00e9 plusieurs utilisations dans le secteur des pigments\/teintures\/couches. Reconnue pour sa duret\u00e9 relative (environ 6 mohs) et sa r\u00e9sistance \u00e0 la chaleur, \u00e0 la pression et aux intemp\u00e9ries, la magn\u00e9tite est largement utilis\u00e9e sp\u00e9cialement pour le rev\u00eatement des structures en acier et en fer, l’\u00e9quipement m\u00e9canique et plus encore.<\/p>\n

\n\tPourquoi la magn\u00e9tite? Comment est-ce utilis\u00e9?\n\t<\/h3>\n\t

En termes de rev\u00eatements, la capacit\u00e9 de la magn\u00e9tite \u00e0 absorber la lumi\u00e8re est plus \u00e9lev\u00e9e que celle de nombreux autres pigments inorganiques courants(7), sa haute performance est particuli\u00e8rement remarquable en raison de son faible co\u00fbt et sa grande disponibilit\u00e9. Dans les situations de pigmentage et de teinture, il a \u00e9t\u00e9 d\u00e9montr\u00e9 que la magn\u00e9tite a une forte r\u00e9sistance \u00e0 la teinture et une bonne absorption de l’huile(8). Cette deuxi\u00e8me qualit\u00e9 est particuli\u00e8rement importante \u00e9tant donn\u00e9 que la composante principale de la peinture est bas\u00e9e sur des huiles et\/ou des produits chimiques \u00e0 base d’hydrocarbures. La dispersion des particules d’oxyde de fer se trouvait \u00e0 l’\u00e9chelle du micron. La magn\u00e9tite est un pigment qui offre une couleur noire. Il a \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9 comme pigment au moins aussi t\u00f4t que dans la Gr\u00e8ce antique, o\u00f9 les figures caract\u00e9ristiques sur la poterie en terre cuite ont \u00e9t\u00e9 au moins partiellement produites avec du pigment de magn\u00e9tite(9).<\/p>\n\t\t\t\t\"Collection\n\t

Le fait que de tels ornements survivent aujourd’hui en si bon \u00e9tat t\u00e9moigne de la stabilit\u00e9 de la magn\u00e9tite. Dans l’impression d’encres, la magn\u00e9tite a \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9e en l’ajoutant \u00e0 une huile siccative(10). S’appuyant sur la stabilit\u00e9 per\u00e7ue et l’inertie relative de la magn\u00e9tite, des peintures anticorrosives contenant de la magn\u00e9tite ont \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9es pour prot\u00e9ger les structures et les machines en acier(11), avec des rev\u00eatements d’acier de 50 \u00e0 80 microns. On rapporte que les traitements anticorrosifs \u00e0 base de magn\u00e9tite surpassent leurs homologues disponibles sur le march\u00e9 \u00e0 base d’h\u00e9matite. L’utilisation de la magn\u00e9tite avec des r\u00e9sines de type \u00e9poxy s’est av\u00e9r\u00e9e \u00eatre un rev\u00eatement de peinture hybride utile pour les applications marines(12). Dans l’ensemble, les pigments et les rev\u00eatements contenant de la magn\u00e9tite sont tr\u00e8s appr\u00e9ci\u00e9s pour leur r\u00e9sistance \u00e0 la p\u00e9n\u00e9tration par l’eau et les acides et les bases doux.<\/p>\n

\n\tLe processus Fischer-Tropsch\n\t<\/h2>\n\t

Le processus Fischer-Tropsch (F-T) est une composante essentielle de l’industrie p\u00e9trochimique mondiale moderne. Il s’agit d’un proc\u00e9d\u00e9 industriel qui convertit le monoxyde de carbone et l’hydrog\u00e8ne de faible valeur (ensemble appel\u00e9s \u00ab syngas \u00bb de gaz de synth\u00e8se) en produits d’hydrocarbures de plus grande valeur, qui peuvent \u00eatre transform\u00e9s par la fissuration, l’isog\u00e9risation et la reformation en produits essentiels comme le diesel et les carburants d’aviation. Le processus F-T garantit que les huiles et les carburants synth\u00e9tiques sont toujours disponibles sur le march\u00e9, offrant \u00e0 l’\u00e9conomie mondiale une police d’assurance contre les probl\u00e8mes de production de p\u00e9trole brut. F-T s’appuie sur des temp\u00e9ratures et des pressions \u00e9lev\u00e9es – et surtout un catalyseur m\u00e9tallique – pour convertir les syngaz en carburants utilisables. Une perspective souvent cit\u00e9e sugg\u00e8re que certains gisements d’hydrocarbures d’origine naturelle proviennent d’un processus de forme F-T catalys\u00e9 \u00e0 la magn\u00e9tite aux limites des plaques tectoniques au Moyen-Orient(13). Le proc\u00e9d\u00e9 F-T peut \u00e9galement utiliser le dioxyde de carbone dans la production de carburants(14).<\/p>\n\t\t\t\t\"raffinerie\n

\n\tComment \u00e7a marche?\n\t<\/h3>\n\t

Le processus F-T est une s\u00e9rie de r\u00e9actions chimiques, trop alambiqu\u00e9es pour \u00eatre discut\u00e9 ici, mais il s’agit essentiellement de la r\u00e9action catalys\u00e9e du m\u00e9tal de transition entre l’hydrog\u00e8ne et le monoxyde de carbone produisant, g\u00e9n\u00e9ralement, les hydrocarbures \u00e0 cha\u00eene courte et l’eau comme sous-produit. L’identit\u00e9 du catalyseur est g\u00e9n\u00e9ralement le nickel, le cobalt, le ruth\u00e9nium ou \u00e0 base de fer. La magn\u00e9tite est souvent utilis\u00e9e comme catalyseur car elle est une source de fer de haute puret\u00e9 et peu co\u00fbteuse, en raison de son abondance relative. Les catalyseurs de fer sont nettement moins chers et d’activit\u00e9 comparable \u00e0 ceux de ruth\u00e9nium(15). Dans le r\u00e9acteur, la magn\u00e9tite en poudre est partiellement r\u00e9duite par l’hydrog\u00e8ne dans les syngas, produisant un catalyseur combin\u00e9 d’oxyde de fer in situ.<\/em> Le catalyseur produit se caract\u00e9rise par sa faible porosit\u00e9 et sa petite taille de pores – avec des diam\u00e8tres de l’ordre de 100 microns. La magn\u00e9tite est ajout\u00e9e au r\u00e9acteur aux c\u00f4t\u00e9s de la silice qui agit comme un promoteur de la r\u00e9action. Les catalyseurs \u00e0 base de magn\u00e9tite sont connus pour leur stabilit\u00e9 au fil du temps, ce qui contribue \u00e0 assurer un processus global stable.<\/p>\n

\n\tPourquoi la magn\u00e9tite? Comment est-ce utilis\u00e9?\n\t<\/h3>\n\t

Comme nous l’avons mentionn\u00e9, l’omnipr\u00e9sence et le prix de la magn\u00e9tite sont une raison cl\u00e9 pour expliquer pourquoi elle est utilis\u00e9e comme catalyseur. Dans un r\u00e9acteur typique \u00e0 grande \u00e9chelle, des dizaines ou des centaines de kilogrammes de catalyseur peuvent \u00eatre utilis\u00e9s, et il est important d’\u00e9viter l’escalade des co\u00fbts. Il a \u00e9t\u00e9 d\u00e9montr\u00e9 que les catalyseurs \u00e0 base de fer sont utiles dans diverses conditions de F-T, y compris des r\u00e9acteurs \u00e0 basse temp\u00e9rature pour produire des hydrocarbures liquides et m\u00eame des cires. Le F-T \u00e0 haute temp\u00e9rature produit g\u00e9n\u00e9ralement des hydrocarbures \u00e0 tr\u00e8s courte cha\u00eene comme le propane. l’\u00e9thane et le m\u00e9thane – qui sont r\u00e9alis\u00e9s comme des gaz. La r\u00e9action de d\u00e9calage de gaz d’eau est une partie cruciale du processus global de F-T et la magn\u00e9tite est connue pour \u00eatre active dans ceci(16), et les catalyseurs de fer-type tels que la magn\u00e9tite sont connus pour \u00eatre plus r\u00e9sistants \u00e0 l’empoisonnement de sulfure que leurs homologues de cobalt(17) – hydrog\u00e8ne le sulfure est un contaminant commun dans les syngas. L’utilisation de F-T pour produire du carburant diesel est particuli\u00e8rement avantageuse car elle produit souvent un carburant \u00e0 teneur en soufre inf\u00e9rieur \u00e0 celui offert par la production conventionnelle. Des \u00e9tudes ont montr\u00e9 que les catalyseurs \u00e0 base de fer sont plus s\u00e9lectifs pour la production d’ol\u00e9fines que les autres m\u00e9taux de transition(18).<\/p>\n\t\t\t\t\"magn\u00e9tite\n\t

De nombreuses \u00e9tudes se sont pench\u00e9es sur la suppl\u00e9mentation en magn\u00e9tite dans le r\u00e9acteur pour affiner le r\u00e9sultat de la r\u00e9action – pour fournir un biais de s\u00e9lectivit\u00e9 pour un type particulier de combustible par exemple. L’oxyde de fer en poudre traditionnel a \u00e9t\u00e9 trait\u00e9 par impr\u00e9gnation avec jusqu’\u00e0 6 wt de potassium, de cobalt ou de molybd\u00e8ne(19), les exp\u00e9riences de potassium et de cobalt d\u00e9montrant un biais de s\u00e9lectivit\u00e9 substantiel pour les hydrocarbures de gamme de k\u00e9ros\u00e8ne (utilis\u00e9s dans carburants d’aviation) jusqu’\u00e0 30. Lorsque le sodium a \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9 comme promoteur, la s\u00e9lectivit\u00e9 du m\u00e9thane a diminu\u00e9, mais son impact sur l’efficacit\u00e9 globale de la r\u00e9action F-T n’est notable que lorsque le catalyseur de fer est soutenu sur l’alumine(20). En outre, le cuivre a \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9 comme promoteur, augmentant les taux de F-T(21). Dans le processus de biomasse \u00e0 liquide de production de combustibles durables \u00e0 partir de d\u00e9chets utilisant le proc\u00e9d\u00e9 F-T, des catalyseurs d’oxyde de fer peuvent \u00eatre utilis\u00e9s(22), mais il est \u00e0 noter que les gros cristaux de magn\u00e9tite devraient \u00eatre \u00e9vit\u00e9s au profit de petits exemples en raison du risque de carbure formation(23).<\/p>\n

\n\tSommaire\n\t<\/h2>\n\t