專利名稱：：一種用錳鋅鐵氧體廢料生產錳鋅鐵氧體顆粒料的方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于磁性材料領域，涉及一種利用錳鋅鐵氧體廢料生產優(yōu)質錳鋅鐵氧體顆粒料的方法。
背景技術：
：本技術源于"共沉淀法和直接法"技術，其最大特點是①利用軟磁廢料替代"共沉淀法"大部分的金屬原料，大大降低了原材料成本；②利用軟磁廢料替代"直接法"的礦物原料，提高了原料的純度，縮短了工藝流程。因此，該項目既源于"共沉淀法和直接法"，又高于"共沉淀法和直接法"。"共沉淀法和直接法"在國內都已有工業(yè)規(guī)模的先例，但由于成本高的原因，都暫停運行(如四川宜賓紅河電子和重慶超思)。本發(fā)明原料采用錳鋅軟磁廢料，粉料制備采用共沉淀方法，因此項目產品既有上述兩種方法上的優(yōu)勢，又能避免其成本高的不足。
發(fā)明內容本發(fā)明提供一種利用錳鋅鐵氧體廢料生產優(yōu)質錳鋅鐵氧體顆粒料的方法。包括浸出、還原、凈化、共沉淀、預燒、精制、混料、噴霧造粒等過程。本發(fā)明的特征在于將廢磁芯經破碎研磨獲得的粉料或拋光廢料經硫酸強化浸出后得到浸出液，浸出液經金屬粉還原后得到還原液，還原液經一種凈化劑凈化后得到合格的凈化液，向凈化液中加入農用碳銨獲得共沉淀粉，共沉淀粉經預燒后得到預燒粉，預燒粉精制后，再經混料、噴霧造粒得到優(yōu)質的鐵氧體顆粒料。具體過程和參數(shù)為硫酸強化浸出時，濃硫酸用量為理論量的1.05-1.25倍，浸出溫度80-120°C，浸出時間1.5-4.0h，三種主成分的浸出率均達到95%以上。還原時根據(jù)浸出液成分依次加入一定量鐵粉、鋅粉和錳粉，一方面使浸出液中的Fe3+全部還原成Fe2+，有利于后續(xù)的凈化過程；另一方面使主成分含量符合理論配方(鐵、錳、鋅的摩爾配比為68.29:16.57:15.14)。向浸出液中先加鐵粉反應1.0-2.0h，再加鋅粉反應0.5-1.0h，最后加錳粉反應0.5-1.0h，還原溫度60-90°C，還原液中Fe"濃度小于1.0g/L，三種主成分的摩爾配方符合Fe67.5-70.5%，Mn15.5-17.5%，Zn14.5-16.5%。凈化時加入濃度為1:1-1:3的氨水，溫度控制為30-60°C，凈化時間2.0-5.0h，pH控制為4.5-5.5，凈化可以除去90%以上的Si、Al、Cr等雜質。共沉淀時，碳酸氫銨加入量為理論量的1.1-1.5倍，pH值控制在6.5-8.0，主成分鐵錳鋅的沉淀率均在95%以上。共沉淀粉預燒時，由于濕法粉料活性高，預燒溫度比現(xiàn)存陶瓷法的預燒溫度要低，有利于節(jié)省能耗，具體的燒成制度為室溫至400-450°C，升溫速率10-12°C/min;400-450。C至820-870°C，升溫速率8-10°C/min;820-870°C，保溫時間2.5-3.5h;保持平衡氧分壓自然降溫。預燒粉精制后Ca〈200ppm，Si〈60ppm，去除率Ca〉70%，Si〉50%，其他雜質元素的含量均極低，再經混料、噴霧造粒后可得到優(yōu)質的鐵氧體顆粒料。發(fā)明的優(yōu)點和積極效果1)由于本技術的原料來源于工業(yè)廢料，必將大大降低鐵氧體材料的制備成本，提升產品的市場競爭力。2)綜合利用了磁性材料的主體成分，消除了廢磁芯或拋光廢料堆存引起的環(huán)境污染問題，有顯著的社會效益和環(huán)境效益。3)該技術可以由錳鋅軟磁廢料制備雜質含量極低的錳鋅鐵氧體顆粒料，為制備高性能的錳鋅鐵氧體提供了基礎。圖1為本發(fā)明工藝流程示意圖。具體實施方式實施例1本發(fā)明所述的用錳鋅軟磁廢料制備鐵氧體顆粒料的方法，包括浸出、還原、凈化、共沉淀、預燒、精制、混料、噴霧造粒等過程。具體工藝過程為將錳鋅軟磁廢料用硫酸強化浸出，濃硫酸用量為理論量的1.05倍，浸出溫度80-90°C，浸出4.Oh后得到浸出液。向浸出液中依次加入鐵粉、鋅粉和錳粉進行還原，鐵粉加入量約為廢料質量的20%，鋅粉約為10%，錳粉約為2%。還原溫度60-70°C，先加鐵粉反應2.0h，再加鋅粉反應1.Oh，最后加錳粉反應1.Oh。還原液中Fe"濃度為0.8g/L，三種主成分的摩爾配方比例為Fe67.9%，Mn16.7%,Zn15.4%。向還原液中加入1:1氨水，溫度控制為30-40°C，凈化時間5.0h，PH控制為4.5-5.0。共沉淀時，碳酸氫銨加入量為理論量的1.1倍，pH值控制在6.5-6.8，主成分的沉淀率為Fe恥.2%，Mn95.3%，Zn95.7%。。將共沉淀粉預燒，比傳統(tǒng)陶瓷法相對偏低，燒成制度為室溫至400'C，升溫速率10°C/min;400。C至820°C,升溫速率8°C/min;820°C，保溫時間3.5h;保持平衡氧分壓自然降溫。預燒粉精制后的主成分及雜質含量結果見表1。雜質成分與JFE高純FeA相當，有的元素(如Cr)甚至更低。精制粉經混料、噴霧造粒后得到鐵氧體顆粒料，其物理性能指標為松裝比1.31g/cm3，含水率0.3%,安息角28.6°,顆粒分布60-180目占87%，60-100目占42%。表1精制粉的成分分析結果/%<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實施例2本發(fā)明所述的用錳鋅軟磁廢料制備鐵氧體顆粒料的方法，包括浸出、還原、凈化、共沉淀、預燒、精制、混料、噴霧造粒等過程。具體工藝過程為:將錳鋅軟磁廢料用硫酸強化浸出，濃硫酸用量為理論量的1.15倍，浸出溫度95-105°C，浸出3.0h后得到浸出液。向浸出液中依次加入鐵粉、鋅粉和錳粉進行還原，鐵粉加入量約為廢料質量的20%，鋅粉約為10%，錳粉約為2%。還原溫度70-80°C，先加鐵粉反應1.5h，再加鋅粉反應0.75h，最后加錳粉反應0.75h。還原液中Fe"濃度為0.6g/L，三種主成分的摩爾配方比例為Fe68.3%，Mn16.6%,Zn15.1%。向還原液中加入l:2氨水，溫度控制為40-50°C，凈化時間4.Oh，pH控制為4.7-5.2。共沉淀時，碳酸氫銨加入量為理論量的1.2倍，PH值控制在6.9-7.2，主成分的沉淀率為Fe97.6%,Mn96.7%，Zn96.9%。。將共沉淀粉預燒，燒成制度為室溫至42(TC,升溫速率irC/min;42(TC至850。C，升溫速率9。C/min;850°C，保溫時間3.0h;保持平衡氧分壓自然降溫。預燒粉精制后的主成分及雜質含量結果見表1。雜質成分與JFE高純Fe203相當，有的元素(如Cr)甚至更低。精制粉經混料、噴霧造粒后得到鐵氧體顆粒料，其物理性能指標為松裝比1.33g/cm3，含水率0.2%，安息角29.4°，顆粒分布60-180目占89%,60-100目占45%。實施例3本發(fā)明所述的用錳鋅軟磁廢料制備鐵氧體顆粒料的方法，包括浸出、還原、凈化、共沉淀、預燒、精制、混料、噴霧造粒等過程。具體工藝過程為-將錳鋅軟磁廢料用硫酸強化浸出，濃硫酸用量為理論量的1.20倍，浸出溫度IOO-ll(TC，浸出2.0h后得到浸出液。向浸出液中依次加入鐵粉、鋅粉和錳粉進行還原，鐵粉加入量約為廢料質量的20%，鋅粉約為10%，錳粉約為2%。還原溫度80-90°C，先加鐵粉反應l.Oh，再加鋅粉反應0.5h，最后加錳粉反應0.5h。，還原液中Fe"濃度為0.5g/L，三種主成分的摩爾配方比例為Fe68.4%，Mn16.3%，Zn15.3%。向還原液中加入l:3氨水，溫度控制為50-60°C，凈化時間3.Oh，pH控制為5.0-5.5。共沉淀時，碳酸氫銨加入量為理論量的1.3倍，pH值控制在7.2-7.6，主成分的沉淀率為Fe96.7%，Mn96.0%，Zn95.2%。。將共沉淀粉預燒，燒成制度為室溫至450。C，升溫速率12°C/min;450。C至870。C，升溫速率10°C/min;870°C，保溫時間2，5h;保持平衡氧分壓自然降溫。預燒粉精制后的主成分及雜質含量結果見表1。雜質成分與JFE高純Fe203相當，有的元素(如Cr)甚至更低。精制粉經混料、噴霧造粒后得到鐵氧體顆粒料，其物理性能指標為松裝比1.34g/cm3，含水率0.4%，安息角28.9°，顆粒分布60-180目占86%,60—100目占40%。權利要求1、一種用錳鋅鐵氧體廢料生產錳鋅鐵氧體顆粒料的方法，其特征在于將廢磁芯經破碎研磨獲得的粉料或拋光廢料經硫酸強化浸出后得到浸出液，浸出液經金屬粉還原后得到還原液，還原液經氨水凈化后除去Si、Al、Cr雜質，再向凈化液中加入農用碳銨獲得共沉淀粉，共沉淀粉經預燒后得到預燒粉，預燒粉精制后，再經混料、噴霧造粒得到鐵氧體顆粒料。2、根據(jù)權利要求1所述的用廢料生產錳鋅鐵氧體顆粒料的方法，其特征在于所述的錳鋅鐵氧體廢料為廢磁芯和拋光廢料。3、根據(jù)權利要求1所述的用廢料生產錳鋅鐵氧體顆粒料的方法，其特征在于硫酸強化浸出時，濃硫酸用量為理論量的1.05-1.25倍，浸出溫度80-12(TC，浸出時間1.5-4.0h，三種主成分的浸出率在95%以上。4、根據(jù)權利要求1所述的用廢料生產錳鋅鐵氧體顆粒料的方法，其特征在于還原時依次加入鐵粉、鋅粉和錳粉，還原溫度60-90°C，還原時間2.p-4.0h，還原液中F,濃度小于1.Og/L，三種主成分的摩爾配方符合Fe67.5-70.5%,Mn15.5—17.5%，Zn14.5—16.5%。5、根據(jù)權利要求1所述的用廢料生產錳鋅鐵氧體顆粒料的方法，其特征在于凈化時溫度控制為30-60。C，凈化時間2.0-5.Oh，pH控制為4.5-5.5,凈化可以除去90y。以上的Si、Al、Cr雜質。6、根據(jù)權利要求1所述的用廢料生產錳鋅鐵氧體顆粒料的方法，其特征在于共沉淀時，碳酸氫銨加入量為理論量的1.1-1.5倍，pH值控制在6.5-8.0，主成分鐵錳鋅的沉淀率均在95%以上。7、根據(jù)權利要求1所述的用廢料生產錳鋅鐵氧體顆粒料的方法，其特征在于共沉粉預燒溫度的具體預燒制度為室溫至400-450°C，升溫速率10-12°C/min;400-450。C至820-870°C，升溫速率8-10°C/min;820-870°C，保溫時間2.5-3.5h;保持平衡氧分壓自然降溫。全文摘要本發(fā)明提供一種用錳鋅鐵氧體廢料生產錳鋅鐵氧體顆粒料的方法，利用磁性材料加工過程中產生的各類廢料為原料，含廢器件和拋光廢料，通過強化浸出和還原凈化過程，得到合格的含主體金屬離子混合溶液，再經共沉淀、預燒和噴霧造粒等過程得到優(yōu)質的鐵氧體顆粒料，適合于高檔鐵氧體產品的制備。本發(fā)明實現(xiàn)了磁材行業(yè)“原材料—產品—廢棄物—原材料”的閉路循環(huán)，大幅度提高了資源的利用效率；同時降低了鐵氧體材料的制備成本，提升了產品市場競爭力。文檔編號C04B35/26GK101412623SQ200810143580公開日2009年4月22日申請日期2008年11月13日優(yōu)先權日2008年11月13日發(fā)明者彭長宏,陳帶軍,虹黃申請人:中南大學