Знакомство
желтая охра является гидратированных форме гидроксида оксида железа, FeO (OH). n n H2O, обычно называют лимонитом. Это один из трех основных руд железа, наряду с гематитом и магнетитом, и находится естественно во всем мире. Его основное использование с течением времени было в качестве красителя, из-за ярко-желтого цвета он часто представлен, с некоторыми сообщениями о его использовании в качестве красителя в Африке восходит почти 300000 лет. Как коммерческий продукт, он обрел славу после того, как Jean-Atelier Astier разработал процесс его извлечения в масштабе из ярко окрашенных красных и желтых скал Прованса в конце 18-го века, и стал пигментом выбора для желтых, красных и оранжевых красителей и красителей.
Охра может быть найдена в нескольких цветах; красная охра является продуктом оксида железа ангирус, в то время как желтый цвет прививаются из гидратированного гидроксида оксида железа. Смеси железа и железа будут производить коричневую охру. В целом, окраска обусловлена наличием оксидов железа. Лимонит сам образуется из гидратации путем окисления других железных руд, магнетита и гематита. Кроме того, он может образовываться из выветривания процессов на других минералах, богатых железом. При обнаружении в отложении, лимонит является аморфным твердым, появляясь в оттенках желтого или коричневого, с умеренным уровнем твердости 4 - 5,5 по шкале Мооса (1). При заминировании, он может быть разбит на осколки, или землю в порошок для использования. Охра желтая нетоксична.
Со временем желтая охра/лимонит нашла применение в примитивных клеях (2) в ранних ручных инструментах, в религиозных произведениях искусства и защите от солнца, хотя последняя была вытеснена титановыми методами.
В наше время охра остается важным материалом. Он по-прежнему используется в качестве красителя, но нашел другие приложения, такие как катализ, как цементная добавка и в синтезе наночастиц железа. Это в дополнение к его использованию в качестве руды железа; лимонит может содержать до 59,8 железа (3). Хотя это значение не так высоко, как магнетит или, в частности, гематит(4), он остается жизнеспособной руды высоко экономически важного металла.
Термины желтая охра и лимонит будут использоваться взаимозаменяемо на протяжении всей этой статьи.
Охра желтая, поставляемая африканским пегматитом
Охра желтого цвета, поставляемая африканским пегматитом, содержит оксид железа (iii) (27,0%), глинозем (14,0%) и кремнезем (47,0%) по массе, с балансом следов минералов. Стандартное фрезеровое производство до размера частиц, где 90% меньше, чем 75 мкм и сушки до максимума 3% воды по массе.
Красители и пигменты
Наиболее повсеместное использование охры в качестве пигмента. Его блестящая желтая окраска очень желательна. Исследования древних картин и настенных покрытий показывают, что желтая охра использовалась как в Древнем Риме (5) и Египте (6), хотя в южной Африке абстрактные рисунки, сделанные с охрой, были датированы целых 75 000 лет назад. Как пигмент в современных красках, он отвечает за земные, желтые тона (7). Он используется в качестве долгосрочного стабильного красителя для парусов, натуральных волокон и даже эффективен на синтетических волокнах полиакрилонитрила (8).
Перминерализация
Перминерализация – это процесс, при котором залежи полезных ископаемых собирают и образуют внутренние слепки организмов, как метод окаменения. Лимонит является одним из ведущих минералов, найденных в окаменелых организмах (9), и было отмечено, что там, где организм был окаменел с лимонитом, он часто лучше сохраняется, чем другие методы (10).
Материалы для застроенной среды
Одно из самых старых польз для ochre
как пигмент
в цементах/рендере, отчасти объясняя богато покрашенные дома в частях латинской америки и вокруг средиземноморского бассейна. Во многих случаях охра использовалась только в качестве красителей (11), однако задокументированное использование ее использовалось там, где она обеспечивает большую структурную роль в сочетании с другими соединениями.
Цементы и бетоны
Как пигмент в цементах, охра отвечает за сильную желтую окраску и, как сообщается, очень стабильна в течение длительного времени (11). Эта «хроматическая эффективность» доказала свою ценность на протяжении многих лет. Было отмечено, что в целом пигментированные бетоны и цементы обладают меньшими механическими свойствами, чем обычные бетоны, но недостаточно для того, чтобы предотвратить их использовать в качестве структурной бетона (12).
Одним из интересных предложений для охры было использование в качестве компонента в радиаторном цементе (13). То есть, быстрый цемент установки, который образует печать вокруг трубы, содержащей жидкость. Наряду с желатином и штукатуркой парижа, цемент предложил использовать охро в качестве одного из своих со-равных крупнейших ингредиентов, обеспечивая низкую стоимость фиксации уплотнения, который является устойчивым к воде, в том числе при высоких температурах. Как компонент бетона, наряду с ильменитом, лимонит в совокупности оказался высокопроизводительным термостойким бетоном, с применением, в том числе в ядерных реакторах малых и больших масштабах, где ilmenite-лимонит бетона было установлено, что сильно ослаблены против первичного и вторичного гамма-лучей и медленно движущихся нейтронов (14,15), это радиационное защитный эффект в первую очередь из-за содержания железа бетона.
В рамках скрининга излучения реактора, общее правило, кажется, что чем больше содержание железа (т.е. через включение лимонита в бетонную смесь) в бетоне, то лучше значение TVL (16). TVL является «десятым слоем значения», относящимся к среднему количеству защитного материала (лимонитного допинг-бетона) для уменьшения изгнанного излучения до 10% от его первоначальной интенсивности. TVL можно рассматривать как меру того, насколько хорош материал в сдерживании ядерного излучения. Чем толще бетонная изоляция лимонитового реактора, тем толще развертывание бетона, тем лучше сдерживание излучения (17).
Кроме того, с точки зрения более традиционных бетонных, высокоохродержащих агрегатов были использованы в производстве бетона в юго-восточной Азии на сумму до 30% от общего объема, производя бетон, как сильный, как обычный бетон (18).
Боковой почвы
В некоторых частях мира почва описывается как латеритическая. Это означает, что они в основном основаны на глине и пористы. Часто они также содержат большое количество охры. Рудиментарные кирпичи были сделаны из этих латеритических почв и приходится много ранних структур, особенно в Индии. Разрабатывая эту идею и применяя современные методы строительства, бетонный кирпич, изготовленный в настоящее время с использованием местной латерической почвы, требует на 50 меньше цемента, как аналогичного в умеренном климате (17). Кроме того, охры могут использоваться в качестве компонентов в строительстве автомагистралей, обеспечивая инфраструктуру по экономически привлекательной ставке (18).
Восстановление почвы и воды
Многие железосодержащие материалы могут быть использованы в восстановительных мощностях - как правило, удаление нежелательных загрязняющих веществ или загрязняющих веществ из сточных вод или почвы. Хром (vi) является токсичным загрязнителем и самым высоким состоянием окисления хрома металла - даже скромное воздействие достаточно, чтобы вызвать проблемы со здоровьем. Удаление шестивалентного хрома из почв и водоснабжения имеет решающее значение, если он когда-либо проникает в снабжение - и может быть достигнуто с помощью лимонита. Лимонит сочетает в себе уменьшение (до хрома (iii) из хрома (vi), хрома (iii) не столь существенная проблема) и сорбции, чтобы удалить его. В мягко кислом аквозном растворе лимонит смог удалить 55% ±1% Cr (VI) с помощью лимонита, обработанного до 0,15-0,075 мм (от 100 до 200 сетки) (21). Единственное препятствие произошло после значительно длительных периодов времени, когда постоянное воздействие вызвало морфологические изменения в лимоните - поэтому снижение сорбции и снижение эффективности.
катализ
Катализ железа сам по себе является большим и разнообразным полем. Некоторые из основных проблем с обычными катализаторами являются то, что они могут быть дорогими для производства или отсутствие долгосрочной стабильности.
Охра / лимонит имеет потенциал
для преодоления этих проблем. В некоторых случаях лимонит может быть даже жертвенным, легко преобразовываясь в другие соединения, такие как наночастицы.
Для синтеза наночастиц железа
Наночастицы железа были использованы для множества задач в течение последних двух десятилетий, с приложениями по всему каталитическому спектру, они ценятся за их площадь поверхности к соотношению объема. Наночастицы железа были синтезированы непосредственно из лимонита (22), и были показаны как эффективные для удаления токсичного шестивалентного хрома из потоков отходов. Лимонит может быть недорогим источником оксида железа высокой чистоты, из которого можно сделать наночастицы железа - сравнимые с магнетитом или гематитом во многих ситуациях.
Лимонит может быть уменьшен и сформирован в наночастицы железа с нулевым валентным числом железа в результате относительно простого процесса, и такие ЗНП нашли применение в очистке воды и в промышленных путях очистки отходов, таких как удаление пара-нитрофенола (23). Уже в 1972 году ЗВНП использовались в пестицидах и хлорированных соединениях в аквеозных средствах массовой информации (24).
Разложение и реформирование процессов
Лимонит / желтая охра, как уже упоминалось, является полезным источником железа и может быть использован в качестве катализатора для нескольких процессов разложения / реформирования. Они принимают, как правило, токсичные или иным образом отходы и преобразовать их во что-то полезное или простое в обращении. Например, сообщалось, что при перевалке летучих органических соединений из процессов биомассы по грядке лимонита при относительно низких температурах они превращаются в богатый водородом газ (по аналогии с синтезированным газом); этот подход также работает с газифицированными остатками, оставшимися в процессах биомассы, и, как утверждается, столь же эффективен, как коммерческий катализатор оксида никеля и алюминия. Преимущество здесь очевидно, использование нетоксичного и дешевого катализатора выгодно по сравнению с токсичным и дорогим (25).
Процессы газификации часто используют целый набор катализаторов для удаления различных соединений из сырого газа. Аммиак является загрязнителем, который может быть найден как часть смешанного газа в результате газификации биомассы и исследования показали, что он является съемным с помощью лимонита (26). Лимонит сопротивляется отравлению серой, которая является падение многих других катализаторов, используемых для удаления аммиака, однако, лимонит требует повышенной температуры для достижения этой цели. Сообщалось о практически полном преобразовании лимонита NH3 в N2. Газификация, как катализируется лимонита высоко древесной биомассы является весьма успешным, с богатым водородом биогаза производится на 25% больше скорости, чем было бы достигнуто с оливином катализатора (27) при использовании в жидкости установки реактора кровать. Высоко-H2, содержащие газы гораздо больше похожи на синтез газа и, следовательно, открыть большие возможности для газа, который будет использоваться для химического синтеза, а не просто сжигается в качестве топлива.
В процессе, аналогичном газификации, уголь может быть преобразован в жидкие углеводороды через процесс, известный как прямое сжижение угля. Особенно полезна для углей более низкого качества, техника обеспечивает жизнеспособное топливо и сырье для других химических и промышленных процессов. Таким катализатором для прямого сжижения угля является лимонит. Исследования показывают, что низкохематит содержание лимонита является превосходным катализатором для преобразования, с оптимальной эффективностью преобразования наблюдается, когда лимонит подшипник воды железа соотношение 0,60 было использовано (28).
Опираясь на классические реакции в стиле нефтехимической промышленности с транистыми углеводородами, лимонит используется для стимулирования растрескивания выхлопных газов от пиролиза некачественного угля при низких температурах. В этой реакции растрескивание благоприятствует небольшим, ароматическим углеводородам, которые синтетически полезны в качестве сырья (29). Для очистки горячего стекла ɑ-FeOOH-mined high-feOOH. Ɑ-FeOOH помещается в уменьшаемую атмосферу при 500 градусах Цельсия и, как было показано, удаляет пиридин из газового потока и преобразует его в доброкачественный азотный газ, превышающий 80% коэффициента конверсии (30). Особенно впечатляет то, что преобразование также хорошо работал при той же температуре, но без снижения атмосферы.
При использовании в качестве сторонника других катализаторов, лимонит доказал полезность в разложении углекислого газа, газа, который через реакции в атмосфере является одной из ведущих причин кислотных дождей. Сочетание лимонита и катализатора BiVO4 эффективно удалило дисульфид при умеренных температурах (31). Лечение охрой термически преобразует его из лимонита в гематит, который может быть использован для теплового каталитического растрескивания толуола в мелкие углеводороды, что превышает 90% эффективности (32). Было отмечено, что такая деятельность не может быть реализована только из гематита, как добытый. Как упоминалось ранее, лимонит/охра не считается «лучшим» источником железа, а щелочная обжарка охра с последующим гидротермальным лечением может быть преобразована в более высокий Fe2O3-содержащийматериал, который имеет более широкое применение (33).
Переходя к биологическим типам применения, было показано, что лимонит каталитически активен для гидролиза пептидов микроцистина, переиграв других минеральных сверстников (34), из-за высоко льюиса кислого характера на его поверхности. С помощью этих знаний, идеи могут быть втянуты в естественный распад и разложение микроцистов.
Для отправки комментария необходимо войти на сайт.