كاربرد نانو ذرات فريت كبالت در فرآوري مواد معدني

Application of cobalt ferrite nanoparticles in mineral processing

اسپينل‌هاي اكسيدي (AB2O4) يكي از مهم‌ترين و مفيدترين موادي است كه در طي سال‌هاي اخير موردتوجه تعداد زيادي از محققين قرار گرفته است. انواع زيادي از فريت‌هاي اسپينل مانند فريت روي، فريت كبالت، فريت نيكل، فريت منگنز و ... تاكنون شناخته شده‌اند. از ميان آن‌ها نانو ذرات فريت كبالت به دليل ناهمسانگردي مغناطيسي بلوري زياد، دماي كوري بالا، نيروي پسماندزداي مغناطيسي بالا، مغناطش اشباع متوسط و پايداري شيميايي مناسب توجه بيشتر محققان را به خود جلب نموده است. در اين مطالعه نيز با توجه به اهميت اين ماده مغناطيسي در صنايع مختلف ازجمله صنايع معدني سعي شد تا يك بررسي جامعي روي جوانب مختلف اين ماده اعم از فرايندهاي توليد و خواص آن با تمركز بر كاربردها در صنايع معدني انجام پذيرد. لازم به ذكر است كه در كنار موارد متعدد به‌كارگيري در صنايع معدني از اين مواد در كاتاليست‌هاي مغناطيسي، سلول‌هاي خورشيدي، تصويربرداري رزونانس مغناطيسي و دارورساني هدفمند استفاده مي‌شود. توليد نانو كاتاليزورهاي قابل بازيافت با نانو ذرات فريت كبالت از كاربردهاي نوين اين نانو ذرات مغناطيسي است. از سوي ديگر اين نانو ذرات به‌عنوان نانو جاذب‌هاي مغناطيسي براي تصفيه آب از آلاينده‌هاي آلي و معدني نيز به كار مي‌روند. همچنين مطالعات مروري انجام‌شده نشان مي‌دهد كه اين ماده را مي‌توان به روش‌هاي هيدروترمال، هم رسوبي، آلياژسازي مكانيكي، ميكرو امولسيون و سل- ژل توليد نمود و از ميان اين روش‌ها، روش سل- ژل به دليل توليد محصولات با خلوص بالا، همگن، با تخلخل كنترل‌شده، دماي فرايند مناسب و امكان كنترل ريزساختار بيشتر موردتوجه قرار گرفته است.

The oxide spinels are known as one of the most critical and valuable materials that have attracted the attention of numerous researchers in recent years. There are many spinel ferrites such as zinc ferrite, cobalt ferrite, nickel ferrite, manganese ferrite, etc. Among all of them, cobalt ferrite nanoparticles have attracted the attention of researchers due to their sizeable magnetocrystalline anisotropy, high Curie temperature, high coercivity, moderate saturation magnetization, and good chemical stability. Hence, in the present study, due to the importance of this magnetic material in various industries, including the mining industry, a comprehensive analysis was performed on the multiple aspects of this material, including production processes and its properties, focusing on applications in the mining industry. Notably, cobalt ferrite can be used in magnetic catalysts, solar cells, magnetic resonance imaging, and drug delivery based on its excellent properties. On the other hand, these nanoparticles are also used as magnetic nanosorbents to refine water from organic and inorganic pollutants. The literature review showed that the cobalt ferrite nanoparticles could be synthesized using hydrothermal, co-precipitation, mechanical alloying, microemulsion, and sol-gel methods. Among these methods, the sol-gel process is more used due to the production of products with high purity, homogeneity, controlled porosity, suitable temperature, and the possibility of microstructure control.