Traitement Vert des Matériaux Fer-Basés

Parmi les douze principes de la science et technologie verte est un désir que la production des matériaux soit réalisé des sources viables avec l'impact sur l'environnement minimal, et préférable par la réutilisation des déchets. Actuel, 10% de minerai de fer termine en tant que rebuts d'aciérie ces montants 100 à millions de tonnes annuellement. En Outre, là existent les nombreux flux de déchets qui sont des sources possibles de fer comprenant les catalyseurs épuisés d'oxyde de fer (par exemple de la synthèse de styrène et d'ammoniums), de boue rouge de l'extraction en aluminium, et de boue de mine de charbon.

Du Fer est généralement extrait des minerais tels que l'hématite par réduction carbothermal dans un haut fourneau aux températures élevées. Tandis Que le fer produit ainsi est un produit de départ pratique pour la production des produits chimiques fer-contenants et céramique, la synthèse de ces matériaux par cette artère est inutilement énergétiquement coûteuse. Pour Cette Raison, l'organisme de recherche d'Apblett avait développé des procédés alternatifs d'extraction des minerais de fer pour donner utile fer-contenant des produits chimiques et des matériaux.

Un élan que nous avons développé est l'utilisation du pentandione 2,4 d'extraire le fer comme composé de composé volatil des minerais conventionnels et non conventionnels et des produits de déchets.

Dans le cas des minerais conventionnels, un échantillon finement moulu de minerai d'hématite a été reçu de Great Western Iron Ore Properties Inc. une compagnie qui a des revendications minérales sur approximativement 2.000 acres dans la Réserve Forestière de Tonto, dans le Comté de Gila, environ 8 milles au nord des Jeunes, Arizona. C'est discutablement le meilleur dépôt du minerai de fer dans le Sud-ouest Etats-Unis avec prévu à 284.200.000 tonnes d'hématite comme minerai primaire de fer avec peu de quantités d'une hématite spéculaire appelée de variété.

L'échantillon de minerai s'est analysé par la spectroscopie de Fluorescence à rayons X et s'est avéré riche en oxyde de fer (88,1% FeO₂₃) avec des petites quantités de silice (9,8%), de calcium (0,7% comme Cao) et de potassium (1.0 % comme KNOCK-OUT₂). La diffraction de poudre de Rayon X a recensé les minerais principaux actuels pour être hématite et quartz. La Demande De Règlement du minerai avec le pentanedione 2,4 à 140°C a retiré la majorité et a fourni de grands cristaux rouges de Technicien (acac) pur₃. Le résidu d'extraction était rose en couleurs et le fer 1,5% contenu qui a été attaché dans un minerai d'aluminosilicate.

Minerai d'Hématite avant (parti) et après (bonne) extraction.

L'extraction du fer des minerais et d'autres matériaux par la réaction à l'acetylacetone peut être très pratique puisque le fer donnant droit (III) l'acétylacétonate, Technicien (acac)₃, est extrêmement utile pour la production ou le fer contenant des matériaux. Ceci comprend la déposition en phase vapeur des films minces d'oxyde de fer et la synthèse sol-gel des matériaux fer-contenants. La Thermolyse du Technicien (acac)₃ fournit une artère facile aux nanoparticles d'une grande variété de fer-oxyde et des matériaux de fer-contenir. L'acétylacétonate de Fer est également un catalyseur et un réactif très efficaces pour une grande variété de transformations organiques.

Des Excellents résultats ont été également réalisés employant la saleté rouge de l'Oklahoma pendant qu'une Analyse non conventionnelle de l'Oregon par la Fluorescence à rayons X prouvait qu'un échantillon de saleté rouge foncé rassemblé en Comté de Payne, OK a contenu 22,7% du poids du fer (III) oxyde, lui effectuant une source raisonnable pour le fer à condition que le métal pourrait être facilement extrait. Par Conséquent, le minerai a été traité avec un mélange de 1:9 de l'eau : acetylacetone (V : V). Après 48 heures à 140°C, l'extractant avait atteint la coloration rouge foncé du fer (III) acétylacétonate.

Après filtration, on l'a découvert que la saleté était maintenant blanche mais la spectroscopie de XRF a prouvé qu'il restait juste ce qu'il faut d'oxyde de fer (6,9%) qui sont restés non extraits. Cependant, un bon rendement de fer a été obtenu, indiquant que les matériaux riches en fer d'argile peuvent être une source utile des métaux. La couleur blanche de l'argile extrait a pu le rendre adapté pour l'usage dans la céramique de fabrication.

La Demande De Règlement du Technicien (acac) donnant droit₃ avec de l'hydroxyde d'ammonium a produit le Technicien (OH)₃ cela, sur le chauffage, a été convertie en hématite pure. Alternativement, le Technicien que (acac) 3 peuvent être réduits pour repasser le métal utilisant un grand choix de réactifs tels que la borohydrure de sodium, hydrogène, aluminium de rebut, Etc. Par exemple, préparant la borohydrure de sodium sèche d'extrait de minerai d'hématite a produit une poudre fine en métal de fer.

Saleté Rouge avant (parti) et après extraction (centrale) et les cristaux donnants droit de Technicien (acac3 ).

Le pentanedione 2,4 de processus également a été appliqué avec succès aux déchets et a été trouvé particulièrement utile pour la reprise du fer de la boue de mine de charbon et du flux de déchets rouge de boue du procédé de Bayer pour l'extraction de l'aluminium de la bauxite.

L'acide Gluconique peut être utilisé comme remontage plus vert pour le pentandione 2,4 pour l'extraction du minerai de fer. Il est dérivé de l'oxydation du glucose et est complet non-toxique. Son composé avec du fer est extrêmement soluble dans l'eau et forme promptement quand un mélange de minerai et l'acide gluconique aqueux sont passionnés pour chauffer au reflux. Le gluconate donnant droit de fer peut être converti en mélange de fer et de carbone par la chauffage dans une ambiance inerte et pourrait être encore poli dans une aciérie.

Droit d'auteur AZoM.com, Professeur Allen W. Apblett (Université De L'Etat de l'Oklahoma)