[发明专利]一种利用铜渣制备吸波材料的方法及吸波材料

说明书

本发明提供了一种利用铜渣制备吸波材料的方法，属于冶金技术领域，包括以下制备步骤：将铜渣与氧化钙混合后压片，得到改质铜渣；将得到的改质铜渣进行熔融氧化，得到氧化改质铜渣，出不饱满颗粒状磁铁矿相；将氧化改质铜渣依次进行破碎、磁选，得到磁性物质；将得到的磁性物质研磨至70～150nm，得到吸波材料。本发明通过熔融氧化法处理铜渣，使铜渣中的铁组元选择性富集于磁铁矿相，且Fe₃O₄纳米晶体镶嵌于多种氧化物中，磁分离后依然伴有少量介电性氧化物SiO₂，避免了Fe₃O₄颗粒由于磁性而引起的团聚，合成量大，可实现大规模生产。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，特别涉及一种利用铜渣制备吸波材料的方法及吸波材料。

背景技术

我国铜冶金企业每年堆积了大量的铜渣。我国的铜渣主要为火法熔炼渣，此外还有相当数量的转炉渣和湿法炼铜浸出渣。大量的铜渣不仅占用土地，而且污染环境，更造成了资源的巨大浪费。铜渣的典型成分为FeO38％～53％，SiO₂27％～37％，Fe₃O₄12％～15％,MgO 1％～3％，CaO 4％～15％，Al₂O₃2％～12％，S 0.46％～0.79％，Cu 0.17％～0.33％。可以看出，铜渣中TFe含量平均可达40％以上，若能有效开发利用铜渣中的铁资源，必将对促进铜冶金企业的可持续发展产生重要影响。理论研究和生产实践表明，铜渣中的铁主要以磁铁矿相(Fe₃O₄)、铁橄榄石(2FeO·SiO₂)的形式存在。铁橄榄石是复杂硅酸盐组成的共熔体，是Si-O原子相互连接的复杂网状晶体，采用传统矿物加工方法很难实现Si-Fe的有效分离，因而也难以实现Fe资源的再利用。

另一方面，电磁辐射污染已经成为继大气污染、水污染和噪声污染之后的第四污染源，且随着电子、电信技术快速发展而日趋严重。电磁波吸收材料被认为是解决目前严重电磁污染问题的最有效途径。纳米Fe₃O₄具有成本低、设计灵活性高、吸收强等优势，是一种很有潜力的吸波材料。目前，主要通过湿化学法合成的Fe₃O₄基的吸波材料，主要合成步骤为：首先采用共沉淀法制备Fe₃O₄磁性纳米颗粒，其次制备EG/PANI复合材料，最后利用机械共混法制备EG/PANI/Fe₃O₄复合材料。但是，上述制备方法在制备过程中吸波材料易团聚，合成量少，无法工业化大量生产。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种利用铜渣制备吸波材料的方法，本发明提供的制备方法使铜渣中的铁组元选择性富集于磁铁矿中，避免了Fe₃O₄颗粒由于磁性而引起的团聚，合成量大，可实现大规模生产。

本发明提供了一种利用铜渣制备吸波材料的方法，包括以下制备步骤：

1)将铜渣与氧化钙混合后压片，得到改质铜渣；

2)将所述步骤1)得到的改质铜渣进行熔融氧化，析出不饱满颗粒状磁铁矿相，得到氧化改质铜渣；

3)将所述步骤2)中得到的氧化改质铜渣依次进行破碎、磁选，得到磁性物质；

4)将得到的磁性物质研磨至70～150nm，得到吸波材料。

优选地，所诉铜渣包括以下质量百分含量的物质组成：

优选地，所述铜渣的粒度200目。

优选地，所述步骤1)中的氧化钙的质量为铜渣质量的5％～10％。