Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Characteristics and applications of iron oxides reduction processes

Halim K.S. Abdel, El-Geassy A.A., Nasr M.I., Ramadan Mohamed, Fathy Naglaa, Al-ghamdi Abdulaziz S.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2024

|

Vol. 26, nr 1

39--50

EN

The present review handles the main characteristics of iron oxide reduction and its industrial applications. The reduction of iron oxide is the basis of all ironmaking processes, whether in a blast furnace or by direct reduction and/or direct smelting processes. The reduction characteristics of iron ores control the efficiency of any ironmaking process and the quality of the produced iron as well. Many controlling parameters should be considered when discussing the reducibility of iron ores such as equilibrium phase diagrams, reduction temperature, pressure, gas composition, and the nature of both iron ores and reducing agent. The different factors affecting the main routes of ironmaking will be highlighted in the present review to give a clear picture for each technology. Moreover, further innovations regarding the reduction of iron oxides such as reduction by green hydrogen will be discussed.

2

Characteristics and applications of iron oxide reduction processes

Halim K.S. Abdel, El-Geassy A .A., Nasr M. I., Ramadan Mohamed, Fathy Naglaa, Al-Ghamdi Abdulaziz S.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2023

|

Vol. 25, nr 4

81--92

EN

The present review handles the main characteristics of iron oxide reduction and its industrial applications. The reduction of iron oxide is the basis of all ironmaking processes, whether in a blast furnace or by direct reduction and/or direct smelting processes. The reduction characteristics of iron ores control the efficiency of any ironmaking process and the quality of the produced iron as well. Many controlling parameters should be considered when discussing the reducibility of iron ores such as equilibrium phase diagrams, reduction temperature, pressure, gas composition, and the nature of both iron ores and reducing agent. The different factors affecting the main routes of ironmaking will be highlighted in the present review to give a clear picture of each technology. Moreover, further innovations regarding the reduction of iron oxides such as the reduction by green hydrogen will be discussed.

3

Influences of process water chemistry on reverse flotation selectivity of iron oxides

Tang Min, Wang Dong, Wu Yan, Liu Dianwen

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2022

|

Vol. 58, iss. 6

art. no. 151839

EN

It is critical for water quality in flotation as it dramatically influences the chemical/electrochemical properties of mineral surfaces and their interactions with reagents. Many potential variations could alter the water chemistry: water recirculation, mineral dissolutions, reagent additions, etc. This study aimed to identify the key elements from the recycled water sources affecting the separation efficiency in a typical industrial flotation circuit of iron oxides through a series of bench/micro flotation tests, zeta potential measurement, etc. The built-up and distribution of the dominant cations/anions in the process water from the roughers in the flotation system was also analyzed and recorded by Inductively Coupled Plasma-Optical Emission (ICP-OES) for a period of about three months when the operations were stable. The flotation results pointed out that a concentrate with a sharp increase of 6.0% Fe recovery and 2.5% SiO2 content was obtained by using the recycled tailing water only in comparison by using fresh water. In contrast, a slight uptrend in the grade of Fe but a substantial loss of near 6.5% Fe recovery occurs by using the treated sewage water alone instead. This could attribute to the ion distributions in these water sources, in which Ca2+, Fen+, Mg2+ or SO42ions were determined as the key ions influencing the flotation behaviors of the iron ore. But the competitive effects of Fe3+ ions were more significant than the ones of Ca2+ or Mg2+ ions. And the occurrence of starch could deteriorate the dilution of silicates in concentration induced by Fe3+/Fe2+ ions. It can be explained by zeta potential measurement or solution chemistry of those ions, indicating that at 8.5-9.0, the coating of the precipitates of Fe(OH)3(s) induced by iron ions alters a reverse on the zeta potentials of quartz. The presence of SO42-ions, however, has a positive role in reducing the possibility of slime coating on silicates due to acting as a chelating agent of iron ions.

4

Arsenate removal on the ion exchanger modified with cerium(III) ions

Dudek Sebastian, Kołodyńska Dorota

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2022

|

Vol. 58, iss. 2

art. no. 147412

EN

The iron oxide ion exchanger Ferrix A33E was successfully modified with cerium(III) ions to obtain Ferrix A33E-Ce(III) providing much better sorption properties in relation to the As(V) species. The new material has been characterized using a number of techniques including scanning electron microscopy SEM, nitrogen adsorption/desorption isotherms, Fourier transform infrared spectroscopy FTIR and X-ray photoelectron spectroscopy XPS. At optimal pH 6 the main mechanism of arsenate adsorption on A33E-Ce(III) was electrostatic attraction and formation of monodentate and bidentate surface complexes. The process was exothermic and spontaneous. Unlike the unmodified ion exchanger, A33E-Ce(III) could completely remove arsenic from the arsenate solution at a concentration of 50 mg/dm3 in 60 minutes. Furthermore, the maximum sorption capacity for As(V) was determined to be 60.41 mg/g which almost doubled after modification with cerium(III) ions. It is also worth noting that even after three cycles of sorption/desorption A33E-Ce(III) exhibited a higher sorption capacity than unmodified A33E before the arsenate adsorption. It can be concluded that modifying the sorbent with a small amount of cerium(III) ions boosts its sorption properties significantly, improves effectiveness of water purification and reduces the overall operation cost

5

The Formation, Properties and Use of Dispersed Iron-Graphite Metallurgical Waste

Dan Leonid, Maslov Vladimir, Trofimova Larysa, Cios Grzegorz

Journal of Casting & Materials Engineering

|

2022

|

Vol. 6, no. 4

81--92

EN

Dispersed wastes containing graphite, iron, and its oxides, getting into the air and accumulating in landfills, cause serious harm to human health and the environment. Moreover, even if the issue of the localization of these wastes has been solved successfully, their disposal has not yet been fully organized. In the present study, a systematic analysis of the dispersed iron-graphite waste (IGW) conditions for the formation at metallurgical enterprises, their structure, and their properties were carried out. In this case, special attention is focused on the electrophysical properties: specific saturation magnetization and volume resistivity. The presence of magnetic properties in IGW, combined with low electrical resistivity, makes IGW a promising and inexpensive raw material for obtaining cheap composite materials with radio shielding and radio absorbing properties in the microwave range. As a result of the research, effective ways of improving the magnetic properties of IGW by high-temperature treatment were obtained. The practical result of the research was the development and implementation of a technological scheme of dispersed IGW complex processing, which makes it possible to solve a twofold task – to exclude the ingress of iron-graphite wastes into the environment and to obtain a cheap material for protection against microwave radiation.

6

Tlenki żelaza – w przeliczeniu na Fe : dokumentacja proponowanych dopuszczalnych wielkości narażenia zawodowego

Bruchajzer E., Frydrych B., Szymańska J.

Podstawy i Metody Oceny Środowiska Pracy

|

2017

|

Nr 2 (92)

51--87

PL

Tlenek żelaza(III), (Fe2O3, nr CAS 1309-37-1) w warunkach naturalnych występuje jako ruda żelaza. Najpowszechniejsza z nich (hematyt) zawiera około 70% czystego żelaza. Tlenek żelaza(III) jest stosowany jako czerwony barwnik w przemyśle: ceramicznym, szklarskim, papie7rniczym oraz jako surowiec ścierny w obróbce metali (skrawanie). Tlenek żelaza(II), (FeO, CAS 1345-25-1) występuje rzadko jako minerał – wustyt. Jest stosowany jako czarny barwnik w kosmetyce oraz do otrzymywania tuszu do tatuażu. Tetratlenek triżelaza (Fe3O4, CAS 1309-38-2; 1317- -61-9) należy do minerałów pospolitych (magnetyt). Wykazuje silne właściwości magnetyczne. Tetratlenek triżelaza występuje w skałach magmowych (gabro, bazalt). W Polsce minerał ten występuje na Dolnym Śląsku: w Kowarach, w Kletnie, okolicach Szklarskiej Poręby, jest również spotykany w bazaltach okolic Złotoryi i na Suwalszczyźnie. Tetratlenek triżelaza jest najbogatszą i najlepszą dla przemysłu rudą żelaza. Narażenie zawodowe na tlenki żelaza występuje w górnictwie oraz hutnictwie przy produkcji: żelaza, stali i wyrobów metalowych. Na tlenki żelaza są narażeni pracownicy zatrudnieni przy mieleniu rud i polerowaniu srebra oraz: spawacze, ślusarze i tokarze. Według Państwowej Inspekcji Sanitarnej w 2013 r. w narażeniu na tlenki żelaza o stężeniach przekraczających obowiązującą wartość NDS (5 mg/m3) pracowało w Polsce 389 osób, a w 2014 r. – 172 osoby. Po jednorazowym, dożołądkowym podaniu szczurom tlenku żelaza(III) wartość LD50 ustalono na ponad 10 000 mg/kg mc., natomiast po podaniu dootrzewnowym – 5500 mg/kg mc. Analiza wyników badań wykonanych na zwierzętach laboratoryjnych wykazała, że zarówno po jednorazowym, jak i wielokrotnym dotchawiczym i inhalacyjnym narażeniu na tlenek żelaza(III) notowano najczęściej przejściowe nasilenie stresu oksydacyjnego i występowanie reakcji zapalnych. Tlenek żelaza(III) nie powodował działania genotoksycznego i rakotwórczego. W dostępnej literaturze nie ma informacji o jego wpływie na: płodność, rozrodczość oraz przebieg ciąży. Dane dotyczące toksyczności przewlekłej tlenków żelaza dla ludzi narażonych w środowisku pracy są nieliczne i dotyczą głównie narażenia pracowników na tlenek żelaza(III). W przypadku badań epidemiologicznych, wszystkie przedstawione w dokumentacji informacje pochodzą z obserwacji ludzi narażonych na łączne działanie tlenków żelaza i innych czynników. Nie podano, czy narażenie zawodowe było związane z konkretnym tlenkiem żelaza, oraz na jakie stężenia pracownicy byli narażeni. Najczęściej spotykanym skutkiem toksycznym w narażeniu zawodowym: górników i hutników rudy żelaza oraz spawaczy, były niewielkie zmiany zwłóknieniowe w płucach oraz pylica żelazowo-krzemowa (widoczne w badaniu RTG). Siderozę (żelazicę, pylicę żelazową) uważa się od lat za chorobę zawodową górników i hutników rud żelaza. Ponadto u: górników, hutników i spawaczy, zanotowano przypadki raka płuc, jednak były one spowodowane łącznym narażeniem na inne związki, m.in.: radioaktywny radon, rakotwórczy chrom, mangan, nikiel, inne tlenki (SiO2, ZnO, CO, NO, NO2, MgO) oraz spaliny z silników diesla. Według IARC tlenek żelaza(III) należy do grupy 3. (nie może być klasyfikowany pod względem działania rakotwórczego na ludzi). Pyły tlenku żelaza(III) mogą się gromadzić w tkance łącznej płuc, co może być przyczyną występowania obszarów zwłóknienia, szczególnie w wyższych partiach zewnętrznych części płatów płucnych. Skutki te były widoczne tylko w badaniu rentgenowskim (RTG). Pylica płuc spowodowana narażeniem na tlenki żelaza przebiegała zwykle bezobjawowo (brak objawów klinicznych i zmian w parametrach funkcji płuc). Podstawą do wyznaczenia propozycji wartości NDS dla frakcji wdychalnej tlenków żelaza było stężenie 10 mg Fe/m3, które u ludzi narażonych zawodowo na tlenek żelaza(III) ponad 10 lat nie powodowało zmian w płucach (wartość NOAEL). Po zastosowaniu współczynnika niepewności (równego 2) związanego z wrażliwością osobniczą otrzymano wartość NDS – 5 mg/m3 (w przeliczeniu na Fe). Taką samą wartość NDS dla frakcji wdychalnej tlenku żelaza(III), (5 mg/m3) otrzymano z badań na chomikach syryjskich narażonych inhalacyjnie na pyły tlenku żęlaza(III) o stężeniu 40 mg/m3 przez całe życie (wartość LOAEL). Podstawą wartości NDS dla frakcji respirabilnej tlenków żelaza były 10-letnie obserwacje ludzi narażonych na tlenek żelaza(III) przy jego produkcji. U 12% pracowników narażonych na frakcję respirabilną o średnich stężeniach 10 ÷ 15 mg/m3 obserwowano zmiany w badaniu RTG płuc. Wartość 10 mg/m3 przyjęto za wartość LOAEL. Po zastosowaniu odpowiednich współczynników niepewności, wartość NDS dla frakcji respirabilnej tlenków żelaza zaproponowano na poziomie 2,5 mg/m3. Autorzy dokumentacji zaproponowali pozostawienie obowiązującej wartości NDSCh dla tlenków żelaza na poziomie 10 mg/m3 dla frakcji wdychanej oraz wprowadzenie wartości NDSCh – 5 mg/m3 dla frakcji respirabilnej. Normatywy oznakowano literą „I”, ze względu na jego działanie drażniące.

EN

Iron (III) oxide, (Fe2O3, nr CAS 1309-37-1) in natural conditions occurs as iron ore. The most common (hematite) contains about 70% pure iron. Iron (III) oxide is used as a red dye in ceramics, glass and paper industries and as a raw material for abrasive metalworking (cutting). Iron (II) oxide, (FeO, CAS 1345-25-1) occurs as a mineral wurtzite and is used as a black dye in cosmetics and as a component of tattoo ink. Iron (II) iron (III) oxide (Fe3O4, CAS 1309-38-2; 1317- -61-9) is a common mineral. It has strong magnetic properties (so called magnetite). It occurs in igneous rocks (gabbro, basalt). It is the richest and the best iron ore for industry. Occupational exposure to iron oxides occurs in the mining and metallurgical industry in the production of iron, steel and its products. Welders, locksmiths, lathes and workers employed in milling ores and polishing silver are exposed to iron oxides. According to data from the State Sanitary Inspection, in 2013, 389 people in Poland were exposed to iron oxide in concentrations exceeding the current NDS (5 mg/m3 ) and in 2014 – 172 people. After single and multiple intratracheal and inhalation exposure of animals, transient intensification of oxidative stress and inflammatory reactions were reported. Iron (III) oxide did not cause genotoxic and carcinogenic effects. In literature, there are no data on its effects on fertility, reproduction and pregnancy. Data on chronic toxicity of iron oxides for humans exposed in working environment are limited. In epidemiological studies, all information presented in the documentation comes from observations of people exposed to the combined effects of iron oxides and other factors. It is not stated whether occupational exposure was related to the specific iron oxide and to what concentrations workers were exposed. The most commonly encountered toxic effect in the occupational exposure of iron ore miners and iron welders and welders was minor lung fibrosis lesions and iron-silicon dust (as seen in the RTG study). Siderose is the occupational disease of miners and iron ore metallurgists. Moreover, cases of lung cancer have been reported in miners, steel workers and welders, but they were caused by total exposure to other compounds, including radioactive radon, carcinogenic chromium, manganese, nickel, other oxides (SiO2, ZnO, CO, NO, NO2, MgO) as well as exhaust gases from diesel engines. According to IARC, iron (III) oxide belongs to group 3 (cannot be classified as carcinogenic to humans). Iron (III) oxides can accumulate in a lung tissue, this process may be responsible for the occurrence of fibrosis sites, particularly in higher parts of external lung parts. These effects were visible in the X-ray examination only. Pneumoconiosis (siderosis) caused by exposure to iron oxides is usually asymptomatic (lack of clinical symptoms and changes in lung function parameters). The basis for the proposed MAC-TWA value for inhalable iron oxide fraction was NOAEL of 10 mg Fe/m3 . People exposed for more than 10 years to iron (III) oxide had no pulmonary changes. After application of an uncertainty factor of 2 (for differences in personal sensitivity in humans), the MAC-TWA value for the iron oxide fraction was proposed at 5 mg/m3 (calculated as Fe). The same observations on humans were the basis for calculating the MAC-TWA value for respirable fraction of iron (III) oxide. On 12% of workers exposed to respirable fraction at mean concentrations of 10 ÷ 15 mg/m3 , changes in pulmonary X-ray were observed. The value of 10 mg/m3 was assumed as LOAEL. After applying the appropriate uncertainty coefficients, the MAC-TWA value for the iron oxide respirable fraction was proposed at 2.5 mg/m3 . The authors propose to leave the short-term value (STEL) of 10 mg/m3 for inhaled fraction for iron oxides and to introduce STEL value of 5 mg/m3 for respirable fraction. It is recommended to label the substances with "I" - irritant substance.

7

Potential of pumice modified with iron(III) for copper removal from aqueous solutions

Guler U. A., Cebeci M. S.

Environment Protection Engineering

|

2017

|

Vol. 43, nr 3

165--180

EN

Iron-modified pumice (Fe-P) was prepared by the ion-exchange method using natural pumice from Kayseri, Turkey at room temperature without calcination. SEM, FTIR, XRD, and S-BET measurement were used to investigate the copper removal mechanism. The results show that the SBET of the pumice increased from 11.88 m2/g to 21.01 m2/g after iron modification. The effects of pH, contact time, initial copper concentration, temperature, and various cations (Na+, K+, Ca2+, Mg2+ and Al3+) at various pH were investigated in batch experiments. More than 92% of Cu(II) was removed after 180 min. Langmuir, Freundlich, Dubinin-Radushkevich and Temkin isotherm models were applied to the equilibrium data at 298, 308 and 318 K. The maximum adsorption capacity at 298, 308 and 318 K was found to be 21.52, 19.48, and 19.67 mg/g, respectively. The kinetics of copper on Fe-P was best described by the pseudo-second order kinetic model. The negative values of free energy change and enthalpy change indicated that the adsorption process was feasible, spontaneous and exothermic.

8

Enhancing bio-gas production from kitchen waste using BSA-iron oxide nanoparticles in miniature level bio-reactor

Prabhahar R. S. S., Vignesh N.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2016

|

Vol. 78, nr 2

71--77

EN

Purpose: This study focuses on increasing production of biogas as an alternative energy from biodegradable wastes (BWs) using BSA coated iron oxides nanoparticles, in view of solving waste management at household level. Many attempts have been performed in order to increase biogas production, including thermal pre-treatment of organic waste, but all of them present limited industrial applications. Iron has been shown to enhance anaerobic digestion, but there are severe drawbacks for introducing the metal ion in an anaerobic closed reactor. Design/methodology/approach: Process for the production of biogas from biodegradable material which comprises the steps of: (a) adding the biodegradable material to the Bio- reactor,(b) inoculating the microorganisms in the digester,(c) synthesis iron oxides and BSA powder coated on the particles (d) adding a colloidal solution of surface-modified BSA-iron oxide nanoparticles to the reactor; (e) providing anaerobic conditions; (f) carrying out the anaerobic digestion; and (g) collecting the biogas, wherein the steps (a), (b) and (c) can be carried out in any order. It also comprises the use of BSA-iron oxide nanoparticles capable of supplying Fe ions to the media for biogas production in anaerobic conditions and in the presence of Fe ions in the media.

9

Przenoszenie manganu do żelaza metalicznego w stanie stałym w procesie redukcji tlenków żelaza z faz ciekłych w temperaturze 1400°C

Pająk M., Mróz J.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2015

|

Vol. 82, nr 2

162--164

PL

W artykule opisano wyniki badań eksperymentalnych zjawiska przejścia manganu do żelaza metalicznego w procesie redukcji izotermicznej tlenków żelaza z faz ciekłych w temperaturze 1400°C. Badania prowadzono z wykorzystaniem przemysłowego koncentratu magnetytowego (lebiedieński) i koksiku wielkopiecowego. Wyniki badań wykazały, że istnieje duże zróżnicowanie stężenia tego metalu w żelazie (w zakresie od 0,20 do 2,10% mas.), co wskazuje na dyfuzyjny mechanizm przenoszenia manganu w żelazie w stanie stałym.

EN

This paper describes the results of experimental research work on phenomena of transition of manganese into metallic iron in the process of isothermal reduction of iron oxides from liquid phase at 1400°C. The study was conducted with the use of industrial magnetite concentrate (lebiedieński) and blast furnace coke breeze. The results showed that there is a large variation in the concentration of the manganese in iron, ranging from 0.20 to 2.10 mass %, suggesting diffusion transfer mechanism of manganese in the iron in the solid state.

10

Hybrid polymer containing ferric oxides obtained using a redox polymer. Part I. Synthesis and characterization

Jacukowicz-Sobala I., Ciechanowska A., Kociołek-Balawejder E.

Polimery

|

2014

|

T. 59, nr 2

131--135

EN

A hybrid polymer containing hydrated iron oxide was obtained in aone-step redox process. Macroporous S/DVB copolymer containing N-chlorosulfonamide groups in Na+ form ([P]–SO2NClNa) was used as amacromolecular oxidant for Fe(II) ions which in the form of iron oxide were deposited within a polymer matrix. The final product ([P]–SO2NH2#5Fe2O3·9H2O) contained 12 % Fe(III) in the form of ferrihydrite which presence was confirmed by FT-IR and Mössbauer spectroscopic studies. The deposition of iron oxide caused reduction in BET surface and porosity of the host material.

PL

Polimery hybrydowe typu polimer/tlenki żelaza stanowią grupę materiałów o doskonałych właściwościach adsorpcyjnych. W pracy przedstawiono syntezę tego typu polimeru hybrydowego opartą na reakcji utleniania jonów Fe(II) za pomocą makroporowatego, redoksowego kopolimeru S/DVB z N-chlorosulfonamidowymi grupami funkcyjnymi w postaci soli sodowej ([P]–SO2NClNa). Otrzymany materiał ([P]–SO2NH2#5Fe2O3·9H2O) zawierał 12 % Fe(III) w postaci ferrihydrytu. Z przeprowadzonej analizy zdjęć SEM produktu wynika, że depozyt żelazowy był zdyspergowany w matrycy polimeru równomiernie, ajego wprowadzenie nie spowodowało degradacji struktury polimeru (rys. 1a i 1b). Wykazano jednocześnie, że w odniesieniu do wartości odpowiadającej polimerowi wyjściowemu, zmniejszeniu uległa powierzchnia BET (tabela 1). W widmach IR stwierdzono obecność pasm charakterystycznych dla struktury ferrihydrytu (rys. 2). Obecność ferrihydrytu potwierdziły również widma Mössbauera (rys. 3). Otrzymany polimer hybrydowy wykazywał cechy paramagnetyczne oraz amorficzne.

11

Hybrid polymer containing ferric oxides obtain using a redox polymer. Part II. Sorption properties towards chromate

Jacukowicz-Sobala I., Ciechanowska A., Kociołek-Balawejder E.

Polimery

|

2014

|

T. 59, nr 3

213--219

EN

In this work a hybrid material containing iron oxide was used as an effective sorbent for removal of Cr(VI) from water solutions. The hybrid sorbent was obtained by new method using redox S/DVB copolymer containing N-chlorosulfonamide functional groups in reduction/oxidation reaction with Fe(II) ions. The obtained product contained sulfonamide functional groups which are not charged in wide pH range (till pH = 11.0), what differs our product from other polymeric hybrid sorbents with iron oxide reported in the literature and obtained on the basis of ion exchangers. The sorption kinetic data were well described by pseudo-second order model indicating the chemisorption of chromate onto iron oxide surface. These data also correlated well with intraparticle diffusion model, what showed that diffusion within the polymer structure was the rate determining step of the chromate sorption process. The equilibrium studies showed that removal of Cr(VI) was pH dependent and was favored under acidic conditions (pH = 2.5—5.0). After adsorption process chromates were effectively desorbed from the adsorbent surface by NaOH solution.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań sorpcji jonów Cr(VI) przy użyciu zsyntezowanego polimeru hybrydowego zawierającego tlenki żelaza. Hybrydowy sorbent otrzymano w wyniku reakcji utleniania jonów Fe(II) z wykorzystaniem makroporowatego, redoksowego polimeru S/DVB z N-chlorosulfonamidowymi grupami funkcyjnymi w formie Na+. Uzyskany produkt zawiera sulfonamidowe grupy funkcyjne charakteryzujące się wysokim pKa = 11, dzięki czemu nie wykazuje on właściwości jonowymiennych, a jedynie sorpcyjne (w odróżnieniu od opisanych w literaturze polimerów hybrydowych otrzymywanych z wykorzystaniem wymieniaczy jonowych). Badano sorpcję z roztworów Cr(VI), o stężeniach od 5 do 100 mg Cr(VI)/dm3 i o różnym pH, od 2,5 do 11,0 a także w obecności innych jonów: Cl- (500 mg/dm3) i SO42- (1000 mg/dm3). Badania kinetyczne wykazały, że sorpcja chromianów przebiega zgodnie z modelem chemicznym (pseudo-second order model) (rys. 1), co dowodzi chemisorpcji chromianów na powierzchni tlenków żelaza. Z kolei, dobre dopasowanie danych eksperymentalnych do modelu dyfuzyjnego (intraparticle diffusion model) wskazuje, że czynnikiem determinującym szybkość procesu jest dyfuzja chromianów w głąb struktury ziarna polimeru (rys. 2). Wykazano również, że sorpcja chromianów jest zależna od pH roztworu i przebiega najbardziej efektywnie w środowisku kwasowym (pH = 2,5—5,0) (rys. 3). Przemywanie zużytego złoża hybrydowego polimeru roztworem 0,1 M NaOH, pozwoliło na zdesorbowanie 93 % jonów Cr(VI).

12

Study of Conversion of Waste Jarosite Precipitates to Hematite

Vu H. N., Dvorak P., Sita T.

Inżynieria Mineralna

|

2014

|

R. 15, nr 2

275--280

EN

Sodium and ammonium jarosite precipitates from the sulfuric acid leaching of deep-sea nodules were converted into well crystallized hematite by alkali decomposition of jarosite using sodium hydroxide or ammonia solutions at different temperature and subsequent sintering at 400 and 750°C. The obtained sodium and ammonium jarosite precipitates were intergrown aggregates composed of half-prism and tabular-like crystals with sharp corners and edges. It was found that base-strength of alkali solutions effected the kinetics of conversion reactions and morphology of solid phase. The residual solids retained the shape and the particle size of the original jarosite precipitates. The main feature of the residual from sodium jarosite is a severe surface pitting and an erosion of edges and corners. The decomposition of ammonium jarosite precipitates at different temperatures took place very fast and completed within 15 minutes at 25°C. Increasing temperature increased the decomposition rate. At 60°C jarosite decomposition was completed in less than 2 minutes. But the experimental results indicated that the sulfate anions slowly diffused from the jarosite structure after the completion of the decomposition reaction. The main impurities in jarosite precipitates such as Mn, Cu and Ni reported into the final product but hematite obtained from decomposition of ammonium jarosite contained significantly less Cu due to formation of copper ammonia complex. The XRD analysis results indicated that the decomposition products at temperatures lower than 90°C are amorphous. At 90°C the decomposition products consisted of poorly crystallized hematite. After sintering the decomposition products from both sodium and ammonium jarosites at 400°C and 750°C, well-crystallized hematite was obtained.

PL

Sodowy i amonowy jarosyt wytrąca się podczas ługowania kwasem solnym guzków głębinowych i zostaje przetworzony w wyraźnie skrystal-izowany hematyt za pomocą dekompozycji alkalicznej jarosytu, która zachodzi przy użyciu wodorotlenku sodu lub roztworów amonowych w różnych temperaturach oraz następujących potem procesów spiekania w 400 i 750°C. Uzyskane wytrącenia sodowego i amonowego jarosytu utworzyły następnie skupienia złożone z pół-pryzmatycznych i tabularycznych kryształów o ostrych końcach i krawędziach. Stwierdzono, że siła roztworów alkalicznych wpływa na kinetykę reakcji konwersji oraz morfologię fazy stałej. Pozostałe części stałe utrzymały kształt i wielkość ziaren oryginalnego wytrącenia jarosytu. Główną cechą reszt z sodowego jarosytu są wżery powierzchniowe oraz erozja krawędzi i końców. Dekompozycja wytrąceń jarosytu amonowego zachodzi bardzo szybko w innej temperaturze. Zajmuje to nie więcej jak 15 minut w temperaturze 25°C. Wzrost temperatury powoduje wzrost stopnia dekompozycji. W temperaturze 60°C dekompozycja jarosytu została ukończona w czasie mniejszym niż 2 minuty. Jednakże, wyniki eksperymentu wskazały, że aniony siarczanowe ulegają powolnej dyfuzji ze struktury jarosytu po ukończeniu reakcji rozkładu. Głównymi zanieczyszczeniami w wytrąceniach jarosytu są takie pierwiastki jak Mn, Cu oraz Ni, których obecność stwierdzono w finalnym produkcie. Jednak hematyt otrzymany w wyniku dekompozycji jarosytu amonowego zawierał znacznie mniej Cu ze względu na utworzenie kompleksu amonowego miedzi. Wyniki analizy XRD wykazały, że produkty rozkładu w temperaturze niższej niż 90°C są amorficzne. W temperaturze 90°C produkty rozkładu zawierały słabo skrystalizowany hematyt. Po spiekaniu produktów rozkładu z zarówno sodowego, jak i amonowego jarosytu w temperaturach 400°C oraz 750°C otrzymano dobrze skrystalizowany hematyt.

13

Decomposition of Azo Dye C.I. Direct Yellow 86 by the Fenton Process in the Presence of Nanoparticles of Iron Oxides

Kos L, Sójka-Ledakowicz J, Michalska K, Perkowski J

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2014

|

Vol. 22, no. 5 (107)

114--120

EN

The aim of the study was to determine the efficiency of decomposition of azo dye C.I. Direct Yellow 86 by the Fenton method in the presence of nanoparticles of iron oxides and to compare it with the classical Fenton method. Water solutions of the dye were subjected to the classical purification method with the application of ferrous sulfate and – for comparison – to a process in which iron (II,III) oxide nanopowder was added to the ferrous sulfate. Analysis of the effect of the ferrous sulfate, iron (II,III) oxide nanopowder, hydrogen peroxide and the pH of the solution on the treatment efficiency showed that the process was optimised. The use of iron oxide nanopowder increased the efficiency of dye decomposition.

PL

Celem badań było określenie efektywności rozkładu barwnika azowego C.I. Direct Yellow 86 metodą Fentona przy udziale nanocząstek tlenków żelaza i porównanie jej z efktywnością klasycznej metody Fentona. Roztwory wodne barwnika oczyszczano metodą klasyczną stosując siarczan żelazawy oraz metodą zmodyfikowaną stosując siarczan żelazawy z dodatkiem nanocząstek tlenków żelaza (II,III). Dokonano optymalizacji procesu oczyszczania badając wpływ dawek siarczanu żelazawego i nanocząstek tlenków żelaza (II,III), dawki nadtlenku wodoru oraz pH roztworu na efektywność obróbki. Zastosowanie dodatku nanocząstek tlenków żelaza w zmodyfikowanym procesie klasycznym przebiegającym z udziałem siarczanu żelazawego zwiększało wydajność rozkładu barwnika.

14

Metoda oznaczania tlenków żelaza na stanowisku pracy

Surgiewicz J.

Podstawy i Metody Oceny Środowiska Pracy

|

2013

|

Nr 1 (75)

89--99

PL

Metoda polega na pobraniu tlenków żelaza na filtr membranowy w celu osadzenia na nim związków zawartych w powietrzu, następnie mineralizacji filtra stężonym kwasem azotowym i oznaczeniu żelaza w roztworze przygotowanym do analizy metodą absorpcyjnej spektrometrii atomowej w płomieniu powietrze-acetylen. Opracowana metoda oznaczania tlenku żelaza stanowi podstawę projektu normy PN. Oznaczalność metody wynosi 0,35 mg/m3. Opracowaną metodę oznaczania tlenku żelaza zapisaną w postaci procedury analitycznej zamieszczono w Załączniku.

EN

This method is based on collecting iron oxides on a membrane filter, mineralizing the sample with concentrated nitric acid and preparing the solution for analysis in diluted nitric acid. Iron oxides in the solution are determined as iron with flame atomic absorption spectrometry. The detection limit for iron oxides in this method is 0.35 mg/m3. The developed method of determining iron oxides has been recorded as an analytical procedure, which is available in the Appendix.

15

Przenoszenie Si do żelaza metalicznego w stanie stałym w procesie redukcji tlenków żelaza z faz ciekłych w temperaturze 1400°C

Pająk M., Mróz J.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2013

|

Vol. 80, nr 11

791--794

PL

W artykule opisano wyniki badań eksperymentalnych zjawiska przejścia krzemu i manganu w procesie redukcji izotermicznej tlenków żelaza z faz ciekłych w temperaturze 1400°C. Badania prowadzono z wykorzystaniem przemysłowego koncentratu magnetytowego (lebiedieński) i koksiku wielkopiecowego. Wyniki badań wykazały, że istnieje duże zróżnicowanie stężenia tego metalu w żelazie (w zakresie od 0,10 do 4,80% mas.), co wskazuje na dyfuzyjny mechanizm przenoszenia krzemu w żelazie w stanie stałym. Jednocześnie, wyniki badań wskazują, że przenoszenie krzemu z ciekłej fazy żużlowej do metalu jest procesem bardziej złożonym.

EN

This paper describes the results of experimental research work on phenomena of transition of silicon in the process of isothermal reduction of iron oxides from liquid phase at 1400°C. The study was conducted with the use of industrial magnetite concentrate (lebiedieński) and blast furnace coke breeze. The results showed that there is a large variation in the concentration of the metallic iron, ranging from 0.10 to 4.80 wt.%, suggesting diffusion transfer mechanism of silicon in the iron in the solid state. At the same time, the results indicate that the transfer of silicon from the liquid phase to the metal appears as a more complex phenomenon.

16

Szybkość nawęglania żelaza w stanie stałym w procesie redukcji tlenków żelaza z faz ciekłych w temperaturze 1400°C

Pająk M., Mróz J., Jowsa J.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2012

|

Vol. 79, nr 12

869--873

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych nawęglania żelaza w procesie redukcji izotermicznej tlenków żelaza z faz ciekłych w temperaturze 1400 °C. W badaniach stosowano przemysłowy koncentrat magnetytowy (lebiedieński) i koksik wielkopiecowy. Wyniki badań wykazały, że zawartość węgla w zredukowanym żelazie wykazuje ten sam średni poziom 0,37% mas. niezależnie od czasu trwania eksperymentu (tj. 10 minut lub 10+30 minut). Obliczenia szybkości dyfuzji węgla do żelaza w stanie stałym wykazały dobrą zgodność z danymi eksperymentalnymi.

EN

In the paper the results of experimental investigations on carburization of solid iron formed during reduction process from liquid phases at temperature 1400 °C are described. In research work an industry magnetite concentrate (lebiedensla) and blast furnace coke breeze were used. The results revealed that content of carbon in reduced iron is the same (0.3 7 wt%), irrespectively of time of experiments (i.e. 10 min or 10+30 min). Calculations of carbon concentration in solid iron have shown a good agreement with the experimental data.

17

Dyspersja tlenków żelaza - aktualny stan wiedzy

Markowski J.

Nafta-Gaz

|

2011

|

R. 67, nr 4

282-287

PL

W niniejszym artykule została pokrótce opisana historia zastosowania tlenków żelaza - od malowideł ściennych w jaskiniach po katalizowanie syntez organicznych - oraz obecny stan wiedzy na ich temat. W dalszej części omówiono sposoby wykorzystania tlenków żelaza i najważniejsze kierunki rozwoju technologii z ich wykorzystaniem. Nanododatki do paliw czy materiały magnetyczne o szerokim spektrum zastosowań w przemyśle elektronicznym . to tylko wybrane sposoby wykorzystania tlenków żelaza, opisane w tym artykule.

EN

This paper shows a brief history of iron oxides and former and present methods of using them: from decorating walls of caves to catalyzing organic synthesis. It also contains a glance at future of development technology uses iron oxides. The nanoadditives in petroleum industry and a material with special magnetic properties in electronic or medical application are several of many methods described in this study.

18

Peculiarities of conductivity, structure and magnetization of oxidized FeCoZr-Al2O3 granular nanocomposites

Kasiuk J., Fedotova J., Svito I., Akimov A., Kołtunowicz T., Węgierek P.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2010

|

R. 86, nr 7

134-135

EN

(FeCoZr)x(Al2O3)100-x composites have been obtained with ion-beam sputtering in atmosphere Ar and O. Mössbauer spectroscopy, inductive magnetometry and conductivity measurements were carried out for investigation of nanocomposites structure and properties. Performed investigation revealed the opportunity to influence by hydrogenation on FeCoZr-Al2O3 structure and magnetic properties.

PL

Kompozyty (FeCoZr)x(Al2O3)100-x były uzyskane przez rozpylanie jonowe w atmosferze Ar i O. Przeprowadzono pomiary konduktywności oraz badania struktury i właściwości nanokompozytów przy użyciu spektroskopii Mössbauerowskiej i magnetometrii indukcyjnej. Przeprowadzono badania wykazują pływ hydrogenizacji na strukturę i właściwości magnetyczne FeCoZr-Al2O3.

19

Zastosowanie Transmisyjnej Mikroskopii Elektronowej oraz techniki Dynamicznego Rozpraszania Światła w badaniach koloidalnych dodatków uszlachetniających do paliw zawierających tlenki żelaza

Materska M., Wojtasik M.

Nafta-Gaz

|

2010

|

R. 66, nr 8

733-739

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań strukturalnych nanocząsteczek tlenków żelaza. Związki tego rodzaju znajdują zastosowanie jako dodatki uszlachetniające do lekkich olejów opałowych i napędowych, pełniąc rolę katalizatorów utleniania sadzy. Zbadano trzy próbki dodatków o charakterze nanosuspensji organicznych, z czego jedną z nich stanowił dodatek firmowy, a dwie pozostałe to produkty syntez prowadzonych w Zakładzie Dodatków Uszlachetniających INiG. Dyspergantami w próbkach były kwas oleinowy (próbki A i B) oraz stabilizator Koriten 100 (próbka C). Za pomocą techniki Dynamicznego Rozpraszania Światła (DLS) przeprowadzono pomiary hydrodynamicznej wielkości cząstek dla suspensji organicznych rozpuszczonych w heptanie. Wykonano również analizę strukturalną suchych produktów z użyciem Transmisyjnej Mikroskopii Elektronowej (TEM). Rozmiar i kształt cząstek został określony w oparciu o zdjęcia "w jasnym polu" oraz mikroskopii wysokorozdzielczej HREM (High Resolution Electron Microscopy). Udowodniono krystaliczny charakter badanej fazy stałej. Wykonano również obrazy dyfrakcji elektronowej. Parametry komórki elementarnej dla wszystkich trzech próbek wykazały obecność fazy Fe2O3. Na podstawie otrzymanych wyników badań określono strukturę i rozmiar rdzenia koloidów oraz wymiary podwójnej warstwy elektrycznej.

EN

This article presents results of structural research into iron oxide nanoparticles. Various application of those type of compounds is known, though study is dedicated to fuel additives supporting soot oxidation process (as well in heating and as in Diesel oil). Three nanosuspensions were investigated: one was a commercial product dispersed in oleic acid and other two were prepared in Fuel Additive Laboratory of Oil and Gas Institute using an oleic acid and stabilizer Koriten100 as dispersants. Size and size distribution of liquid samples dissolved in heptane were determined by dynamic light scattering spectroscopy (DLS) and further compared to results of conducted transmission electron microscopy (TEM) studies of dried specimens. Both size and shape of particles were determined by TEM images' analysis. To define general character of powders conventional bright-field imaging was used whereas to obtain single particle size values High Resolution TEM was applied. BF experiment has shown that all three powders were crystals. In order to define unit cell parameters Electron Diffraction imaging was conducted. Analysis of reciprocal lattice has shown that all three investigated specimens were Fe2O3 phase. Based on this studies, shape of powders and size of solid core of colloids were determined. Simple calculation using hydrodynamic size values has led to define thickness of the electrical double layer.

20

Microwave heating in iron metallurgy

Faruzel P., Kret J., Jursova S., Hudzieczek Z.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2010

|

Vol. 77, nr 9

479-481

EN

This article discusses the possibility of using microwaves for heating materials in the steel industry. Initially, basic theoretical aspects and properties of electromagnetic radiation were discussed and were compared with conventional heating. The second section of article shows results of laboratory tests, which were focused on heating of graphite, pure oxides of iron and hematite iron ore.

PL

W artykule omówiono możliwości zastosowania mikrofal do nagrzewania materiałów w przemyśle hutniczym. Pierwsza część opisuje podstawowe właściwości promieniowania mikrofalowego w porównaniu do tradycyjnych rodzajów ogrzewania. Druga część artykułu zawiera wyniki z badań laboratoryjnych, które koncentrowały się na ogrzewaniu grafitu, czystych tlenków żelaza i hematytu.