Pengenalan
Genting kuning adalah sejenis bentuk terhidam oksida besi hidroxide, FeO (OH). n H2O, biasanya dirujuk sebagai limonite. Ia adalah salah satu daripada tiga bijih utama besi, bersama hematite dan magnetit, dan didapati secara semulajadi di seluruh dunia. Penggunaan utamanya dari masa ke masa telah sebagai pewarna, kerana warna kuning terang ia sering dibentangkan dengan, dengan beberapa laporan yang menyatakan penggunaannya sebagai pewarna di Afrika kembali hampir 300,000 tahun. Sebagai produk komersial, ia mendapati kemasyhuran selepas Jean-Atelier Astier membangunkan satu proses untuk mengekstrak ia pada skala dari merah warna terang dan kuning Cliffs dari Provence pada akhir abad ke-18, dan menjadi pigmen pilihan untuk cat kuning, merah dan oren dan pewarna.
Ochre boleh didapati dalam pelbagai warna; Genting merah adalah hasil daripada oksida besi anhidrous, manakala warna kuning dikeluar dari besi oksida hydroxide. Campuran ferus dan besi ferrik akan menghasilkan satu ochmerah. Secara keseluruhan, colouration adalah disebabkan oleh kehadiran oksida besi. Limonite itu sendiri dibentuk dari hidrasi dengan cara pengoksidaan yang lain besi ores, magnetit dan hematite. Di samping itu, ia boleh dibentuk dari proses cuaca ke atas mineral lain yang kaya dengan besi. Apabila ditemui dalam Deposit, limonite adalah pepejal amorus, yang terdapat dalam warna kuning atau coklat, dengan tahap kekerasan sederhana 4-5.5 pada skala Mohs (1). Apabila dilombong, ia boleh dipecahkan kepada shards, atau tanah kepada serbuk untuk digunakan. Ochre kuning bukan toksik.
Dari masa ke masa, ochre kuning / limonite telah menemui kegunaan dalam pelekat primitif (2) dalam alat tangan awal, dalam karya seni agama dan perlindungan matahari - walaupun yang terakhir telah dipindahkan oleh kaedah berasaskan titania.
Dalam zaman kontemporari, Genting kekal sebagai bahan penting. Ia masih digunakan sebagai pewarna, tetapi telah menemui aplikasi lain seperti dalam catalysis, sebagai bahan tambahan simen dan dalam sintesis nanopartikel besi. Ini adalah sebagai tambahan kepada kegunaannya sebagai bijih besi; limonite boleh mengandungi sehingga 59.8 besi (3). Walaupun nilai ini tidak setinggi magnetit atau, khususnya, hematite (4), ia kekal sebagai satu bijih yang berdaya maju logam yang penting.
Istilah ochre kuning dan limonite akan digunakan secara berhati-ganti sepanjang artikel ini.
Ochre kuning seperti yang dibekalkan oleh Pegmatite Afrika
Ochre kuning seperti yang dibekalkan oleh Pegmatite Afrika mengandungi besi (iii) oksida (27.0%), alumina (14.0%) dan slika (47.0%) secara besar-besaran, dengan keseimbangan menjadi mineral surih. Pengilangan standard adalah saiz zarah di mana 90% lebih kecil daripada 75 μm pengeringan adalah maksimum 3% air oleh jisim.
Pewarna dan Pigmen
Yang paling di mana-mana penggunaan Genting adalah sebagai pigmen. Colouration kuning lustrous amat wajar. Kajian mengenai lukisan kuno dan penutup dinding menunjukkan bahawa Genting kuning telah digunakan di Rom kuno (5) dan Mesir (6), walaupun di Afrika Selatan, Reka bentuk abstrak yang dibuat dengan Genting telah bertarikh kembali sebanyak 75,000 tahun. Sebagai pigmen dalam cat moden, ia bertanggungjawab untuk lengan, kuning corak warna (7). Ia telah digunakan sebagai pewarna stabil jangka panjang untuk Sails, serat semula jadi dan juga berkesan ke atas gentian poliacrylonitrile sintetik (8).
Penghalalian
Permineralization adalah proses di mana Deposit mineral mengumpul dan membentuk satu bentuk dalaman organisma, sebagai kaedah fossilisation. Limonite adalah salah satu mineral terkemuka yang ditemui dalam organisma fossilised (9) dan telah diperhatikan bahawa di mana organisma telah fossilised dengan Limonite, ia selalunya lebih baik dikekalkan daripada kaedah lain (10).
Bahan-bahan untuk Alam Bina
Salah satu kegunaan yang paling lama untuk Genting adalah
sebagai pigmen
dalam cements/menyebabkan, sebahagiannya menjelaskan rumah berwarna yang berwarakan di bahagian Amerika Latin dan sekitar lembangan Mediterranean. Dalam banyak kes, Genting hanya digunakan sebagai colourant (11), tetapi telah didokumenkan menggunakan ia di mana ia menyediakan lebih banyak peranan struktur bersama-sama dengan sebatian lain.
Simen dan Konkrit
Sebagai pigmen dalam cements, Genting bertanggungjawab untuk colouration kuning yang kukuh dan telah dilaporkan sebagai sangat stabil atas tempoh yang panjang (11). Ini ' keberkesanan chromatic ' telah membuktikan bernilai selama bertahun-tahun. Ia telah diperhatikan bahawa secara umum, berpigmen dan simen mempunyai sifat mekanikal yang kurang daripada concretes konvensional-tetapi tidak cukup supaya menghalang mereka daripada digunakan sebagai concretes struktur (12).
Satu cadangan yang menarik bagi Genting adalah penggunaan sebagai komponen dalam radiator simen (13). Iaitu, sebuah simen tatacara cepat yang membentuk suatu meterai di sekitar paip yang mengandungi cecair. Di samping gelatin dan plaster paris, simen yang dicadangkan menggunakan ochre sebagai salah satu bahan terbesar bersama, menyediakan meterai penetapan kos rendah yang berdaya tahan terhadap air, termasuk pada suhu tinggi. Sebagai komponen konkrit, di samping ilmenite, limonite sebagai sebahagian daripada agregat telah terbukti menjadi konkrit tahan haba yang sangat berprestasi, dengan aplikasi termasuk dalam reaktor nuklear pada skala yang kecil dan besar, di mana ilmenite-limonite konkrit telah didapati sangat teliti terhadap sinar rendah dan sekunder-Gamma dan yang bergerak perlahan (14, 15), kesan perisaian radiasi ini adalah terutamanya disebabkan oleh kandungan besi papak konkrit yang diberikan oleh limonite.
Dalam pemeriksaan radiasi reaktor, peraturan umum ibu jari seolah-olah bahawa semakin besar kandungan besi (iaitu melalui kemasukan limonit dalam campuran konkrit) dalam konkrit, maka lebih baik nilai TVL adalah (16). TVL adalah 'lapisan nilai kesepuluh' yang merujuk kepada jumlah purata bahan perisai (limonite doped concrete) diperlukan untuk mengurangkan radiasi yang diusir kepada 10% daripada intensiti awalnya. TVL boleh difikirkan sebagai ukuran betapa baiknya bahan yang mengandungi radiasi nuklear. Dengan penebat konkrit reaktor yang mengandungi limonit, tebal penggunaan konkrit, semakin baik bekas radiasi(17).
Selanjutnya, dari segi konkrit yang lebih konvensional, agregat yang mengandungi ochre tinggi telah digunakan dalam pengeluaran konkrit di Asia Tenggara sehingga 30% daripada jumlah agregat, menghasilkan konkrit sekuat konkrit biasa(18).
Tanah Lateritic
Di kawasan-kawasan tertentu di dunia, tanah digambarkan sebagai lateritic. Ini bermakna bahawa mereka adalah sebahagian besarnya berasaskan tanah liat, dan adalah poros. Sering kali, ini juga mengandungi kuantiti yang besar. Bata rudii telah dibuat dari tanah lateritic ini dan diambil kira banyak struktur awal, terutamanya di India. Membangunkan idea ini, dan menggunakan kaedah bangunan moden, bata konkrit yang dibuat sekarang menggunakan tanah lateritic tempatan memerlukan 50 kurang simen sebagai satu yang sama dalam iklim temperat (17). Di samping itu, ia boleh digunakan sebagai komponen dalam bangunan lebuh raya, menyediakan infrastruktur pada kadar yang menarik secara ekonomi (18).
Pemulihan Tanah dan Air
Banyak bahan yang mengandungi besi boleh digunakan dalam kapasiti pemulihan - biasanya mengeluarkan bahan cemar yang tidak diingini atau pencemar dari aliran air kumbahan atau tanah. Kromium(vi) adalah pencemar toksik dan keadaan pengoksidaan tertinggi logam kromium - walaupun pendedahan sederhana adalah mencukupi untuk menyebabkan masalah kesihatan. Penyingkiran kromium heksavalen dari tanah dan bekalan air adalah penting jika ia pernah menembusi bekalan - dan boleh dicapai menggunakan limonite. Limonite menggabungkan pengurangan (kepada kromium(iii) dari kromium(vi), kromium(iii) tidak begitu signifikan masalah) dan penyumberan untuk menghapuskannya. Dalam penyelesaian akueus berasid yang ringan, limonite dapat menghapuskan 55% ±1% daripada Cr(VI) menggunakan limonite diproses kepada 0.15 hingga 0.075 mm (100 hingga 200 mesh)(21). Satu-satunya penghalang datang selepas tempoh masa yang sangat panjang di mana pendedahan berterusan menyebabkan perubahan morfologi kepada limonite - oleh itu pengurangan dalam penyerapan dan kecekapan pengurangan.
Pemangkin
Iron catalysis, sendiri, medan yang besar dan pelbagai. Beberapa kebimbangan utama dengan pemangkin konvensional adalah bahawa mereka boleh mahal untuk menghasilkan atau kekurangan kestabilan jangka panjang.
Ochre/limonite mempunyai potensi
untuk mengatasi masalah ini. Dalam sesetengah kes, limonite bahkan boleh korban, ditukar dengan mudah ke dalam sebatian lain seperti nanopartikel.
Untuk Sintesis Nanopartikles Besi
Nanopartikel besi telah diambil bekerja untuk pelbagai tugas dalam dua dekad yang lalu, dengan aplikasi di seluruh spektrum pemangkin, mereka adalah yang paling khusus untuk kawasan permukaan mereka kepada nisbah kelantangan. Nanopartikles besi telah disintesis terus dari limonite(22), dan telah ditunjukkan sebagai berkesan untuk penyingkiran kromium heksavalen toksik dari aliran sisa. Limonite boleh menjadi sumber murah besi kesucian tinggi oksida dari mana untuk membuat nanopartikles besi - setanding dengan magnetit atau hematite dalam banyak situasi.
Limonite boleh dikurangkan dan dibentuk menjadi nanopartikles besi berjumpa sifar (ZVNP) oleh proses yang agak mudah, dan ZVNPs tersebut telah menemui aplikasi dalam pembersihan air dan dalam laluan rawatan sisa industri seperti penyingkiran para-nitrophenol(23). Seawal tahun 1972, ZVNPs telah digunakan dalam racun perosak dan sebatian berklorin dalam media aqueous(24).
Proses Penguraian dan Pembaharuan
Limonite/kuning, seperti yang disebut, adalah sumber yang berguna besi dan boleh digunakan sebagai pemangkin untuk beberapa proses penguraian/membentuk semula. Ini mengambil biasanya toksik atau bahan buangan yang lain dan menukarnya ke dalam sesuatu yang berguna atau lebih mudah untuk mengendalikan. Sebagai contoh, ia telah dilaporkan bahawa apabila sebatian organik yang tidak menentu dari proses biojisim diluluskan di atas katil limonite pada suhu yang agak rendah diperbaharui ke dalam gas yang kaya dengan hidrogen (seperti gas sintesis); pendekatan ini juga berfungsi dengan sisa yang bergas yang tertinggal dalam proses biojisim, dan didakwa menjadi berkesan sebagai pemangkin oksida aluminium. Kelebihan di sini jelas, penggunaan pemangkin bukan toksik dan murah adalah berfaedah ke atas toksik dan mahal (25).
Proses gasifikasi sering menggunakan keseluruhan suite pemangkin untuk penyingkiran pelbagai sebatian dari gas mentah. Ammonia adalah bahan cemar yang boleh didapati sebagai sebahagian daripada gas campuran yang terhasil daripada gasifikasi dan penyelidikan biomas telah menunjukkan bahawa ia boleh dialih keluar melalui penggunaan limonite (26). Limonite menentang keracunan oleh sulfur yang merupakan kejatuhan banyak pemangkin lain yang digunakan untuk penyingkiran ammonia, bagaimanapun, limonite memerlukan suhu tinggi untuk mencapai ini. Penukaran hampir lengkap oleh limonite NH3 kepada N2 dilaporkan. Gasifikasi seperti yang dikatajarkan oleh limonite biomas yang sangat kayu sangat berjaya, dengan biogas kaya hidrogen yang dihasilkan pada kadar 25% lebih besar daripada yang akan dicapai dengan pemangkin olivine (27) apabila digunakan dalam persediaan reaktor katil cecair. High-H2 yang mengandungi gas adalah lebih serupa dengan gas sintesis dan oleh itu membuka skop yang lebih besar untuk gas yang dihasilkan untuk digunakan untuk sintesis kimia berbanding hanya dibakar sebagai bahan api.
Dalam proses yang serupa dengan gasifikasi, arang batu boleh ditukar kepada hidrokarbon cecair melalui proses yang dikenali sebagai likulum arang batu langsung. Terutamanya berguna untuk arang batu berkualiti rendah, teknik ini menyediakan bahan api dan ternakan yang berdaya maju untuk proses kimia dan perindustrian lain. Pemangkin sedemikian untuk likuensi arang batu langsung adalah limonite. Penyelidikan menunjukkan bahawa limonite kandungan hematite rendah adalah pemangkin unggul untuk penukaran, dengan kecekapan penukaran yang optimum diperhatikan apabila limonite menanggung air kepada nisbah besi 0.60 telah digunakan (28).
Bangunan pada tindak balas gaya industri petrokimia klasik dengan hidrolimonite, yang telah digunakan untuk meningkatkan keretakan gas ekzos dari pyrolysis arang batu yang berkualiti rendah pada suhu yang rendah. Dalam tindak balas ini, retak nikmat kecil, hidrokarbon aromatik yang bersintetik berguna sebagai ternakan (29). Ochre kandungan ɑ-FeOOH yang dilombong Australia telah digunakan untuk pembersihan kaca panas. Ɑ-FeOOH diletakkan dalam suasana mengurangkan pada 500 °C dan ditunjukkan untuk membuang pyridine dari aliran gas dan menukarkannya kepada gas nitrogen jinak melebihi kadar penukaran 80% (30). Terutamanya mengesankan bahawa penukaran juga bekerja dengan baik pada suhu yang sama, tetapi tanpa atmosfera mengurangkan.
Apabila digunakan sebagai penyokong untuk pemangkin lain, limonite telah membuktikan utiliti dalam penguraian karbon disulfide, gas yang melalui tindak balas dalam atmosfera adalah salah satu punca utama hujan asid. Gabungan limonit dan pemangkin BiVO4 berkesan membuang ketidakadilan pada suhu sederhana (31). Merawat ochre secara haba menukarkannya dari limonite ke hematite, yang boleh digunakan untuk retak pemangkin haba toluene ke dalam hidrokarbon kecil, melebihi kecekapan 90%(32). Ia dicatat bahawa aktiviti tersebut tidak dapat direalisasikan dari hematite sendirian sebagai dilombong. Seperti yang dinyatakan sebelum ini, limonite/ochre tidak dianggap sebagai sumber besi 'terbaik', dan oleh ochre panggang alkali diikuti dengan rawatan hidroterma, ia boleh ditukar menjadi bahan yang lebih tinggi Fe2O3-mengandungi bahan, yang mempunyai aplikasi yang lebih luas(33).
Bergerak ke arah aplikasi jenis biologi, telah ditunjukkan bahawa limonite secara pemangkin aktif untuk hidrolisis peptida mikrocystin, mengatasi rakan-rakan mineral yang lain (34), kerana watak asid Lewis yang sangat di permukaannya. Dengan pengetahuan ini, wawasan boleh diambil ke dalam keadaan reput semulajadi dan reput mikrocystins.
You must be logged in to post a comment.