Magnetita

Minerais de magnetita que contêm de 3,8% a 6,3% de manganês são denominados manganomagnetita, e quando está associada com o corindon é conhecida como esmeril. A magnetita, quando aquecida a uma temperatura superior a 550 °C, adquire a estrutura da hematita (Fe2O3).

Cristais de magnetita são encontrados em certos tipos de bactérias (por exemplo, na Aquaspirillum magnetotacticum), em cérebros de abelhas, cupins, peixes, ursos, alguns pássaros (por exemplo, em pombos) e em seres humanos. Acredita-se que estes cristais estão envolvidos no processo de magnetorecepção (capacidade de perceber a polaridade ou a inclinação do campo magnético da Terra) e na navegação animal por orientação magnética. O estudo de biomagnetismo começou com as descobertas do paleontologista Heinz Lowenstam na década de 1960.

A composição química da magnetita é FeFe2O4. Os principais detalhes de sua estrutura foram estabelecidos em 1915. Foi uma das primeiras estruturas cristalinas a ser obtida por difração de raios-X. A estrutura é espinélio inverso, com íons O formando uma rede cúbica de face centrada e cátions de ferro ocupando sítios intersticiais. Metade dos cátions Fe ocupam sítios tetraédricos, enquanto a outra metade, junto com cátions Fe, ocupam sítios octaédricos. A célula unitária consiste em 32 íons O e o comprimento da célula unitária é a = 0,839 nm. A magnetita contém ferro ferroso e férrico, exigindo ambientes com níveis intermediários de disponibilidade de oxigênio para se formar. A magnetita difere da maioria dos outros óxidos de ferro por conter ferro bivalente e trivalente. Como membro do grupo espinela, a magnetita pode formar soluções sólidas com minerais estruturados de forma semelhante, incluindo ulvospinel (Fe2TiO4), hercinita (FeAl2O4) e cromita (FeCr2O4). A titanomagnetita, também conhecida como magnetita titanífera, é uma solução sólida entre a magnetita e o ulvospinel que cristaliza em muitas rochas ígneas máficas. A titanomagnetita pode sofrer oxissolução durante o resfriamento, resultando no crescimento interno de magnetita e ilmenita.

Devido ao seu alto teor de ferro, a magnetita há muito é um importante minério de ferro. É reduzido em altos-fornos a ferro-gusa ou ferro esponja para conversão em aço.

Gravação magnética

A gravação de áudio com fita magnética de acetato foi desenvolvida na década de 1930. O magnetofone alemão utilizou pó de magnetita como meio de gravação. Após a Segunda Guerra Mundial, a 3M Company continuou a trabalhar no design alemão. Em 1946, os pesquisadores da 3M descobriram que podiam melhorar a fita à base de magnetita, que utilizava pós de cristais cúbicos, substituindo a magnetita por partículas em forma de agulha de óxido férrico gama (γ-Fe ₂

O ₃

)

Catálise

Aproximadamente 2–3% do orçamento de energia mundial é alocado para o Processo Haber para fixação de nitrogênio, que depende de catalisadores derivados de magnetita. O catalisador industrial é obtido a partir de pó de ferro finamente moído, que geralmente é obtido por redução de magnetita de alta pureza. O metal de ferro pulverizado é queimado (oxidado) para dar magnetita ou wüstita de um tamanho de partícula definido. As partículas de magnetita (ou wüstita) são então parcialmente reduzidas, removendo parte do oxigênio no processo. As partículas de catalisador resultantes consistem em um núcleo de magnetita, envolto em uma camada de wüstita, que por sua vez é cercada por uma camada externa de metal de ferro. O catalisador mantém a maior parte de seu volume durante a redução, resultando em um material de alta área superficial altamente poroso, o que aumenta sua eficácia como catalisador.

Nanopartículas de magnetita

As micro e nanopartículas de magnetita são usadas em uma variedade de aplicações, desde biomédicas até ambientais. Um uso é na purificação de água: na separação magnética de alto gradiente, nanopartículas de magnetita introduzidas na água contaminada se ligam às partículas suspensas (sólidos, bactérias ou plâncton, por exemplo) e se acomodam no fundo do fluido, permitindo que os contaminantes removidos e as partículas de magnetita para serem recicladas e reutilizadas. Este método também funciona com partículas radioativas e cancerígenas, tornando-se uma importante ferramenta de limpeza no caso de metais pesados introduzidos em sistemas de água. Esses metais pesados podem entrar em bacias hidrográficas devido a uma variedade de processos industriais que os produzem, que estão em uso em todo o país. Ser capaz de remover contaminantes de água potável potencial para os cidadãos é uma aplicação importante, pois reduz significativamente os riscos para a saúde associados ao consumo de água contaminada.

Outra aplicação das nanopartículas magnéticas é na criação de ferrofluidos. Eles são usados de várias maneiras, além de serem divertidos de brincar. Os ferrofluidos podem ser usados para a administração de drogas direcionadas ao corpo humano. A magnetização das partículas ligadas às moléculas do fármaco permite o “arrasto magnético” da solução para a área desejada do corpo. Isso permitiria o tratamento de apenas uma pequena área do corpo, ao invés do corpo como um todo, e poderia ser muito útil no tratamento do câncer, entre outras coisas. Os ferrofluidos também são usados na tecnologia de imagem por ressonância magnética (MRI).

Indústria de mineração de carvão

Para a separação do carvão dos resíduos, foram usados banhos médios densos. Esta técnica empregou a diferença de densidades entre carvão (1,3–1,4 toneladas por m³) e xisto (2,2–2,4 toneladas por m³). Em um meio com densidade intermediária (água com magnetita), as pedras afundaram e o carvão flutuou.

Magnetita faz parte do mito grego antigo que conta a história de um pastor grego na atual Turquia meridional que encontrou algumas misteriosas pedras negras. A ponta de ferro de seu cajado era estranhamente atraída por essas pedras. Elas eram feitas de magnetita, e tinham uma atração magnética pelo ferro.

Magnetite é às vezes encontrada em grandes quantidades na areia da praia. Essas areias pretas (areias minerais ou areias de ferro) são encontradas em vários lugares, como Lung Kwu Tan de Hong Kong; Califórnia, Estados Unidos; e a costa oeste da Ilha Norte da Nova Zelândia. A magnetita, erodida das rochas, é carregada para a praia pelos rios e concentrada pela ação das ondas e das correntes. Enormes depósitos foram encontrados em formações de ferro em faixas. Essas rochas sedimentares têm sido usadas para inferir mudanças no conteúdo de oxigênio da atmosfera da Terra. Grandes depósitos de magnetita também são encontrados na região de Atacama, no Chile; a região de Valentines do Uruguai; Kiruna, Suécia; as regiões de Pilbara, Midwest e Northern Goldfields na Austrália Ocidental; a Península Eyre no Sul da Austrália; a região de Tallawang de New South Wales; e na região de Adirondack em Nova York, nos Estados Unidos. Kediet ej Jill, a montanha mais alta da Mauritânia, é feita inteiramente do mineral. Os depósitos também são encontrados na Noruega, Alemanha, Itália, Suíça, África do Sul, Índia, Indonésia, México, Hong Kong e em Oregon, Nova Jersey, Pensilvânia, Carolina do Norte, Virgínia Ocidental, Virgínia, Novo México, Utah e Colorado em os Estados Unidos. Em 2005, uma empresa de exploração, Cardero Resources, descobriu um vasto depósito de dunas de areia contendo magnetita no Peru. O campo de dunas cobre 250 quilômetros quadrados (100 sq mi), com a duna mais alta em mais de 2.000 metros (6.560 pés) acima do solo do deserto. A areia contém 10% de magnetita. Em grandes quantidades, a magnetita pode afetar a navegação da bússola. Na Tasmânia, existem muitas áreas com rochas altamente magnetizadas que podem influenciar bastante as bússolas. Etapas extras e observações repetidas são necessárias ao usar uma bússola na Tasmânia para manter os problemas de navegação ao mínimo. Cristais de magnetita com hábito cúbico foram encontrados em apenas um local: Balmat, Condado de St. Lawrence, Nova York. A magnetita também pode ser encontrada em fósseis devido à biomineralização e são denominados magnetofósseis. Existem também exemplos de magnetita com origens no espaço provenientes de meteoritos.

Magnetita é uma pedra poderosa que os crentes usam para ajudar uma pessoa a atrair as coisas, pessoas e situações que mais desejam para sua vida. Freqüentemente chamado de magnetita, possui propriedades magnéticas naturais. Quando colocado nos chakras da coroa e da raiz, ele alinha todos os chakras e traz uma sensação de equilíbrio por todo o corpo. Use-o diariamente para proteção psíquica e maior clareza mental.