7th IMRMPT

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English title:	Magnetic microspheres obtained from raw iron rolling scale
Spanish title:	Microesferas magn�ticas obtenidas a partir de cascarilla de laminaci�n de hierro en bruto
English abstract:	Mill scale (calamine) is a layer of oxides that forms on the surface of steel during the hot-rolled process. In addition to metal oxides and water, they usually contain other impurities such as industrial greases and oils. On average, between 35 and 40 kg of calamine are produced for every ton of rolled steel. Despite being a very interesting industrial by-product due to its high concentration of iron (~72% by weight), its reuse in new production processes is low, with most of the calamine ending up in landfills, posing a serious environmental risk due to the leaching of heavy metals into the soil. In this research, samples of mill scale provided by two Colombian steel companies were used, one of them contaminated with greases and oils, which required pre-treatment with organic solvents for cleaning. Subsequently, the materials were pulverized in a low-energy ball milling, sieved, and fluidized in a flame reactor from the propane/oxygen combustion. The obtained microparticles (with sizes between 10 � 90 �m) and the precursor material were characterized by infrared spectroscopy (FT-IR), X-ray diffraction (XRD), M�ssbauer spectroscopy (MS), and scanning electron microscopy (SEM). From the XRD and MS analysis, the wustite, hematite, and magnetite phases were determined from the precursor material. After flame fluidization, XRD, MS, and SEM showed that the starting acicular particles transform into microspheres, being the magnetite phase as the majority crystalline phase. FTIR measurements corroborates the presence of metal-oxide bonds associated with iron oxides. SQUID measurements were performed to determine the magnetic properties of the samples. SQUID showed that the saturation magnetization and coercivity were between 84�94 emu/g and 22�23 Oe, respectively. Thus, this work presents an alternative for the recovery of this by-product, being attractive in different industrial environments, in a fast and economic route.
Spanish abstract:	La cascarilla de laminaci�n (calamina) es una capa de �xidos que se forma en la superficie del acero durante el proceso de laminado en caliente. Adem�s de los �xidos met�licos y agua, suelen contener otras impurezas como grasas y aceites industriales. En promedio, se producen entre 35 y 40 kg de calamina por cada tonelada de acero laminado. A pesar de ser un subproducto industrial muy interesante debido a su alta concentraci�n de hierro (~72% en peso), su reutilizaci�n en nuevos procesos productivos es baja, terminando la mayor parte de la calamina en vertederos, suponiendo un grave riesgo medioambiental debido a la lixiviaci�n de metales pesados en el suelo. En esta investigaci�n, se utilizaron muestras de cascarilla de laminaci�n aportadas por dos sider�rgicas colombianas, una de ellas contaminada con grasas y aceites, que necesit� un pretratamiento con disolventes org�nicos para su limpieza. Posteriormente, las calaminas se pulverizaron en un molino de bolas de baja energ�a, se tamizaron, y, fueron fluidizados en un reactor de flama desde la combusti�n propano/oxigeno. Las micropart�culas obtenidas (con tama�os entre 10 � 90 �m) y el material precursor fueron caracterizados mediante espectroscop�a infrarroja (FT-IR), difracci�n de rayos X (DRX), espectroscop�a M�ssbauer (EM), y microscop�a electr�nica de barrido (MEB). Del an�lisis de DRX y EM, se determinaron las fases wustita, hematita y magnetita en el material precursor. Despu�s a la fluidizaci�n en llama, DRX, EM y MEB mostraron que las part�culas aciculares de partida se transforman en microesferas, siendo la magnetita la fase cristalina mayoritaria. Adem�s, FTIR corrobor� la presencia del enlace metal-oxido asociados a los �xidos de hierro. Se realizaron mediciones SQUID para determinar las propiedades magn�ticas de las muestras. Las medidas por SQUID determin� que la magnetizaci�n de saturaci�n y la coercitividad estaban entre 84�94 emu/g y 22�23 Oe, respectivamente. As�, este trabajo presenta una alternativa para la valoraci�n de este subproducto, siendo atractivo en diferentes entornos industriales, desde una ruta r�pida y econ�mica.
Topic:
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Speaker:

Authors

Name	Institution	Email
Edison Rivera Figueroa	Grupo de Transiciones de Fase y Materiales Funcionales (GTFMF), Universidad del Valle - Grupo Producci�n e Innovaci�n (Pi), Fundaci�n Universitaria de Popay�n	edison.rivera@correounivalle.edu.co
Rodrigo Arbey Mu�oz-Meneses	Facultad GAMA, Universidad de Bras�lia	ramunoz@unb.br
Lorena Marin-Mercado	Grupo de Pel�culas Delgadas (GPD), Centro de Excelencia en Nuevos Materiales (CENM), Departamento de F�sica, Universidad del Valle	marin.lorena@correounivalle.edu.co
Jes�s A. Tabares Giraldo	Grupo de Metal�rgica F�sica y Teor�a de Transiciones de Fase (GMTF), Centro de Excelencia en Nuevos Materiales (CENM), Departamento de F�sica,Universidad del Valle	jesus.tabares@correounivalle.edu.co
Jes�s E. Diosa	Grupo de Transiciones de Fase y Materiales Funcionales (GTFMF), Centro de Excelencia en Nuevos Materiales (CENM), Departamento de F�sica, Universidad del Valle	jesus.diosa@correounivalle.edu.co
Edgar Mosquera-Vargas	Grupo de Transiciones de Fase y Materiales Funcionales (GTFMF), Centro de Excelencia en Nuevos Materiales (CENM), Departamento de F�sica, Universidad del Valle	edgar.mosquera@correounivalle.edu.co

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Room:	Principal Room
Date:	June 8, 2023
Hour:	08:40 - 09:00

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7^th IMRMPT
Seventh International Meeting for Researchers in Materials and Plasma Technology

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