[发明专利]利用工业废弃物制备锰锌铁氧体的低温烧结方法

说明书

本发明公开了一种利用工业废弃物制备锰锌铁氧体的低温烧结方法，其特征在于，按照如下方法制备：(1)一次砂磨：(2)预烧：采用二氧化碳气体保护，将一次砂磨后的粉料预烧，得到预烧料；(3)二次砂磨并掺杂：在上述预烧料中加入掺杂成分进行二次砂磨；(4)喷雾造粒和成型(5)烧结；烧结温度控制在1100℃～1200℃，从室温升温到1100℃～1200℃阶段仍然采用二氧化碳气体进行保护烧结，温度升至1100℃～1200℃后，在氧气气氛下保温烧结，然后冷却至室温过程中仍然采用二氧化碳气体保护。利用共沉淀碳酸盐煅烧分解产生的二氧化碳为保护气，在保证锰锌铁氧体磁学性能的前提下，降低锰锌铁氧体的烧结温度，从而降低生产能耗，减少锰锌铁氧体的制备成本。

技术领域

本发明涉及一种利用工业废弃物制备锰锌铁氧体的低温烧结方法，属于软磁铁氧体材料领域。

背景技术

锰锌铁氧体作为在中低频段产量最大、应用最为广泛的软磁铁氧体材料，是由具有尖晶石结构的aMnFe₂O₄·bZnFe₂O₄立方晶系与少量的Fe₃O₄晶体混合组成的单相固溶体。锰锌铁氧体的晶体结构对称性非常高，具有矫顽力低、磁晶各向异性常数小、起始磁导率高、饱和磁感应强度高、截止频率高等诸多优异的磁性能和功率损耗低、温度稳定良好等特性，自研究开发以来，无论在计算机、通信技术、航空航天、电子电力技术、工业自动化技术、生物医用技术还是在日用生活产品等领域都成为非常重要的部分，在国民经济发展中占据极其重要的地位。

工业废弃物(如含锌废弃物、含铁废硫酸、钛白粉生产中所排放的钛白废酸和铁源等)通常含有大量金属元素锰、锌、铁，为工业废弃物资源化制备锰锌铁氧体提供了可能。利用富含锰、锌、铁的工业废弃物制备锰锌铁氧体，既能对工业废弃物中的锰、锌、铁进行回收利用，又能消除其对环境和人类健康构成的潜在危害，体现了正确处理生态环境保护和发展关系的要求。因此，不管从经济战略观点出发，还是从环境和安全方面考虑，对实现工业废弃物的资源化和减量化都具有重大意义。

从工业废弃物提取主量元素锰、锌、铁，碳酸盐共沉淀法具有独特的除杂优势，通常采用碳酸氢铵或碳酸氢铵与氨水为沉淀剂。将锰、锌、铁以碳酸盐的方式共沉淀下来，煅烧后碳酸盐分解为相应的氧化物，从而得到锰锌铁氧体复合料，在碳酸盐的煅烧过程中，会产生大量二氧化碳，二氧化碳直接排放在空气中，引起温室效应，不环保，成本高。ZL201410401285.X将碳酸盐分解的二氧化碳回收做沉淀剂，用于再次沉淀碳酸盐，仅实现了二氧化碳的简单循环利用。

在锰锌铁氧体的制备过程中，烧结温度直接影响材料的磁学性能，通常需要达到1300℃～1400℃，保温时间长达数小时，能耗巨大。ZL201510866846.8 对锰锌铁氧体烧结工艺进行了改进优化，采用氮气保护使锰锌铁氧体烧结温度降低100℃～200℃，降低了生产锰锌铁氧体的能耗，减少生产成本，但需要使用高纯氮气增加了额外成本。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种利用工业废弃物制备锰锌铁氧体的低温烧结方法，利用共沉淀碳酸盐煅烧分解产生的二氧化碳为保护气，在保证锰锌铁氧体磁学性能的前提下，降低锰锌铁氧体的烧结温度，从而降低生产能耗，减少锰锌铁氧体的制备成本。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种利用工业废弃物制备锰锌铁氧体的低温烧结方法，其特征在于，按照如下方法制备：

(1)一次砂磨：将锰锌铁氧体复合粉料装入砂磨机充分搅拌后加入蒸馏水，进行湿法砂磨后干燥；

(2)预烧：采用二氧化碳气体保护，将一次砂磨后的粉料于750℃～950℃预烧1～6h后自然冷却至室温，得到预烧料；

(3)二次砂磨并掺杂：在上述预烧料中加入掺杂成分，装入砂磨机充分搅拌后加入蒸馏水，进行湿法二次砂磨后烘干；