赤錆(ヘマタイト)のマグネタイトへの変換における磁気の効果 Effects of magnetic fields on the transformation of rust (hematite) to magnetite

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抄録

赤錆 (ヘマタイト) のマグネタイト (黒錆) への変換における磁気の効果について, 流通系で実験的に検討した. また, ヘマタイトのマグネタイトへの変換過程を15日毎にX線回折法により分析し, 変換機構を検討した. 試料は錆鉄板, ヘマタイト及びマグネタイト試薬 (粉末) などを使用した. 磁気強度は約300mT, 使用した水はイオン交換蒸留水, 流速は2m/sとした. 液の温度は21℃→39℃, DOは7.5mg/<i>l</i>→5.2mg/<i>l</i>, pHは5.4→8.5と時間の経過につれ変化した. 錆鉄板に付着した赤錆は, 30~45日後に水和酸化鉄と黒錆の混合物に変化し, およそ90日後に完全に黒錆になった. 一方, ヘマタイト試薬 (粉末) スラリー, マグネタイト試薬 (粉末) スラリーでは, ヘマタイト及びマグネタイトの変化は全くなかった. 赤錆から黒錆へ至る反応には, Fe<sup>2+</sup>+8FeOOH+2e<sup>-</sup>→3Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>+4H<sub>2</sub>O, Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>+6H<sup>+</sup>+2e<sup>-</sup>→2Fe<sup>2+</sup>+3H<sub>2</sub>O, Fe+2Fe<sup>3+</sup>→3Fe<sup>2+</sup>などの反応が関与すると考えられ, ローレンツ効果により生じる電流は, これらの反応の電子供給源となり, ヘマタイトのマグネタイトへの変換を促進すると考えられた.

The effects of magnetic fields on the transformation of rust (hematite) to magnetite (passivity state) were investigated under a fluid flow condition. The composition variation of rust was analyzed every 15 days by X-ray diffraction analysis to investigate the transformation mechanism. Samples used were rusted iron plates and fine powders of hematite and magnetite, which are chemical reagents. The magnetic flux density of the magnetic treatment device was 300mT. Distilled water was used as fluid and the fluid flow velocity was 2 m/s. The physical and chemical properties were changed with long duration. Temperature and pH of fluid increased to 20°C and 2, respectively in comparison with initial values. On the other hand, DO decreased 2 mg/<i>l</i> from the initial value. Rust was transformed to mixtures of magnetite and FeOOH after 30∼45 days and transformed to magnetite completely after 90 days. No transformation of composition was observed to hematite and magnetite in aqueous slurries of fine powders of hematite and magnetite. In the transformation of rust to magnetite in the magnetic field, the following reactions are very important; Fe<sup>2+</sup>+8FeOOH+2e<sup>-</sup>→3Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>+4H<sub>2</sub>O, Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>+6H<sup>+</sup>+2e<sup>-</sup>→2Fe<sup>2+</sup>+3H<sub>2</sub>O, Fe+2Fe<sup>3+</sup>→3Fe<sup>2+</sup>. Lorentz force effects will cause the generation of electrons in these reactions and boost the transformation reactions from an electrochemical point of view.

収録刊行物

  • 環境技術 = ENVIRONMENTAL CONSERVATION ENGINEERING  

    環境技術 = ENVIRONMENTAL CONSERVATION ENGINEERING 36(1), 64-71, 2007-01-20 

    Society of Environmental Conservation Engineering

参考文献:  19件

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被引用文献:  2件

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10018721974
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00046213
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    03889459
  • NDL 記事登録ID
    8652238
  • NDL 雑誌分類
    ZN5(科学技術--建設工学・建設業--都市工学・衛生工学)
  • NDL 請求記号
    Z16-834
  • データ提供元
    CJP書誌  CJP引用  NDL  J-STAGE 
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