[发明专利]以炼钢平炉尘为原料生产硬磁铁氧体材料的方法

说明书

本发明涉及炼钢平炉尘的利用和生产硬磁铁氧体材料的方法。

生产硬磁铁氧体材料传统的方法是以铁磷和原矿产品铁红为原料，其中以铁磷为原料的工艺流程是：铁磷的处理（清洗）-铁磷的粉碎-预压-一次预烧-粉碎球磨-硬磁铁氧体粉料。这种生产方法尽管有其长处，但存在场地分散、工艺复杂、需要大量的能源和清洗设备，造成二次污染等诸多弊端。从治理公害的角度也有人提出过一些方法。经国内外文献检索，尚未发现用炼钢平炉尘为原料生产硬磁铁氧体材料的记载，但与本发明有关的如CN86103643、CN86106586、CN86108450等项专利关于利用炼钢烟道灰制备铁红及铁黑的方法，它们在工艺处理及其产品目的与本发明均不相同，况且生产工序要经过繁锁的化学处理与合成反应，及磁选等，不但带来二次污染，质量不高，产品市场用量有限，而且对平炉尘的处理量也是有限的，因而不能彻底解决大量的散之成灾、积之有害的平炉尘的治理和综合利用。

本发明的目的是提供一种利用炼钢平炉尘（号称炼钢红龙）生产硬磁铁氧体材料为终端产品的方法，这种方法工艺简单、节省大量的清洗和初粉设备，又能有效地解决治理炼钢厂的这一巨大公害。

本发明的要点是利用炼钢平炉尘为原料生产硬磁铁氧体，并对其原料进行物相鉴定及杂质分析等，经过变价处理使氧化铁的异构体转化成α-Fe₂O₃然后转入硬铁氧磁体制备工艺，即经干粉配料、湿磨混料、脱水干燥、预压成型、第一次烧结再经磨碎成粉料、颗粒检查后获得单相组成的硬磁铁氧体材料，其分子式为B_aFe₁₂O₁₉或SrFe₁₂O₁₉M型的钡。硬磁铁氧体，反应过程如下：

变价处理阶段：

预烧和烧结阶段：

所得单相组成的硬磁铁氧体材料二次粉碎球磨再分别经烘干造粒、加压成型烧结后为同性磁体;其湿磨浆料经过磁场成型再烧结后得到异性磁体。

图1为以炼钢平炉尘为原料生产硬磁铁氧体材料及其磁件的工艺流程示意图。

发明人对我国著名鞍山钢铁公司的平炉尘作了全面系统研究分析后，利用本发明的方法反复试验认为可以就地取材就地投产、并对环境无二次污染，对设备无腐蚀能够生产出合格的硬磁铁氧体材料。下面结合利用鞍钢的平炉尘生产硬磁铁氧体材料的实施例对本发明作进一步的说明：

1.原料分析：

首先要了解收集的平炉尘原料的组成及氧化铁的物相，以确定转化工序的控制条件，例如温度和氧的用量。表1为鞍钢平炉尘分析结果，其中含铁（Fe）为69.27%，主晶相为Fe₃O₄，次晶相为Fe₂O₃，并含痕量FeS。

2.变价处理：

此工序的功能是把Fe₃O₄氧化转化为Fe₂O₃，以及FeS杂质形成SO₂被除掉。变价处理是在回转窑或吹氧沸腾床中进行，为达到转化深度在98%以上，控制转化温度一般在800-950℃之间，转化时间为1-3小时，其Si，S，K，Ca，等总杂质在3%以下。转化深度除控制其转化温度、时间、氧气量以外，随时观察颜色的变化，由原来的土褐色

（棕色发土），变成棕红色。

3.物相分析：

变价处理后其物相情况要经过分析，主晶相Fe₂O₃应达到95%以上，FeS基本清除。

4.干粉配料：

按硬磁铁氧体要求选择配方，例如：