本發(fā)明涉及磁性材料，尤其涉及一種利用工業(yè)硫酸錳廢料制備錳鋅鐵氧體材料的方法。

背景技術(shù)：

1、硫酸錳是一種常見的工業(yè)廢料，工業(yè)生產(chǎn)電解錳的過程中會(huì)產(chǎn)生大量的工業(yè)硫酸錳渣。由于硫酸錳是一種危險(xiǎn)物質(zhì)，有較強(qiáng)的毒性和腐蝕性，隨意掩埋會(huì)破壞土壤和水體，所以我國工業(yè)產(chǎn)生的硫酸錳廢料利用率低，處理比較困難，給環(huán)境也帶來了較大的污染。處理不當(dāng)還會(huì)給人民群眾的生命安全帶來威脅。如果能將這些硫酸錳渣加以處理利用，轉(zhuǎn)換成工業(yè)產(chǎn)品，對(duì)于我們的環(huán)境保護(hù)有重要的意義。

2、錳鋅鐵氧體材料作為一種應(yīng)用廣泛的電子材料，具有高磁導(dǎo)率、高飽和磁通密度、低功耗、高疊加、高電阻率等諸多優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于人們生產(chǎn)生活中。目前錳鋅鐵氧體材料制備主要以工業(yè)氧化鐵、四氧化三錳和氧化鋅為原料，經(jīng)混合、預(yù)燒、砂磨、成型、燒結(jié)后制備成鐵氧體磁芯。其中所用的工業(yè)四氧化三錳通過錳的氧化物、氫氧化物、硫酸鹽、碳酸鹽在空氣或氧中灼燒(1000℃)制得，生產(chǎn)過程中存在能耗高、污染大、成本高的缺點(diǎn)。

3、硫酸錳加熱后能夠分解成二氧化錳或四氧化三錳，而這些氧化物正是制備錳鋅鐵氧體材料所需要的原材料之一，但是由于硫酸錳中還含有硫酸根，硫酸根殘留在鐵氧體坯體中，容易造成后續(xù)的燒結(jié)過程中晶粒的異常長大，從而影響其磁導(dǎo)率等性能。因此，采用硫酸錳制備高性能錳鋅鐵氧體材料的難度較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種利用工業(yè)硫酸錳廢料制備錳鋅鐵氧體材料的方法。本發(fā)明采用工業(yè)硫酸錳廢料代替四氧化三錳制備錳鋅鐵氧體材料，降低錳鋅鐵氧體材料的制備成本，且所得錳鋅鐵氧體材料性能優(yōu)異、合格率高，同時(shí)還能大量處理工業(yè)硫酸錳廢料，變廢為寶，實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能發(fā)展。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

3、一種利用工業(yè)硫酸錳廢料制備錳鋅鐵氧體材料的方法，包括以下步驟：

4、將fe2o3、工業(yè)硫酸錳廢料和zno混合，得到混合料；

5、將所述混合料進(jìn)行預(yù)燒，得到預(yù)燒料；所述預(yù)燒包括依次進(jìn)行第一階段預(yù)燒和第二階段預(yù)燒，所述第一階段預(yù)燒的溫度為800～900℃，保溫時(shí)間為2～4h，所述第二階段預(yù)燒的溫度為920～1000℃，保溫時(shí)間為1～3h；

6、將所述預(yù)燒料、水和添加劑混合進(jìn)行球磨，得到球磨料漿；所述添加劑包括sio2、caco3、nb2o5和zro2；

7、將所述球磨料漿和聚乙烯醇溶液混合后進(jìn)行造粒，得到鐵氧體顆粒料；

8、將所述鐵氧體顆粒料壓制后進(jìn)行燒結(jié)，得到所述錳鋅鐵氧體材料；所述燒結(jié)包括依次進(jìn)行第一保溫?zé)Y(jié)和第二保溫?zé)Y(jié)；所述第一保溫?zé)Y(jié)的溫度850～1000℃，保溫時(shí)間為2～6h，所述第二保溫?zé)Y(jié)的溫度為1300～1350℃，保溫時(shí)間為3～6h。

9、優(yōu)選的，以所述fe2o3、工業(yè)硫酸錳廢料和zno的總摩爾量為100％計(jì)，所述fe2o3的摩爾分?jǐn)?shù)為50～55％，工業(yè)硫酸錳廢料的摩爾分?jǐn)?shù)為31～38％，余量為zno。

10、優(yōu)選的，所述混合的時(shí)間為30～60min。

11、優(yōu)選的，所述sio2的質(zhì)量為所述混合料質(zhì)量的0.005～0.02％，所述caco3的質(zhì)量為所述混合料質(zhì)量的0.02～0.05％，所述nb2o5的質(zhì)量為所述混合料質(zhì)量的0.01～0.05％，所述zro2的質(zhì)量為所述混合料質(zhì)量的0.02～0.04％。

12、優(yōu)選的，所述預(yù)燒料和球磨使用的研磨球的質(zhì)量比為1:5～1:10；所述球磨的時(shí)間為60～120min。

13、優(yōu)選的，所述聚乙烯醇溶液的濃度為7～9g/l；所述聚乙烯醇溶液的質(zhì)量為所述混合料質(zhì)量的0.05～0.1％。

14、優(yōu)選的，所述造粒為噴霧造粒，所述噴霧造粒的條件包括：進(jìn)口溫度為290±10℃，出口溫度為100±10℃，料漿壓力為0.01～0.03mpa。

15、優(yōu)選的，由室溫升溫至所述第一保溫?zé)Y(jié)的溫度的升溫程序?yàn)椋合扔墒覝匾?.5～2℃/min的速度升溫到400～450℃，然后以0.5～1℃/min的速度升溫到第一保溫?zé)Y(jié)的溫度；由第一保溫?zé)Y(jié)的溫度升溫至第二保溫?zé)Y(jié)的溫度的升溫程序?yàn)椋合纫?～5℃/min的速度升溫到1150℃，然后以2～4℃/min的速度升溫到第二保溫?zé)Y(jié)的溫度。

16、優(yōu)選的，所述燒結(jié)過程中燒結(jié)氣氛的控制方式為：由室溫升溫至第一保溫?zé)Y(jié)的溫度的階段，燒結(jié)氣氛為空氣；第一保溫?zé)Y(jié)階段氧分壓為1～5％，由第一保溫?zé)Y(jié)的溫度升溫至1100℃的階段氧分壓為1～3％，由1100℃升溫至1150℃的階段氧分壓為0.5～1.5％，由1150℃升溫至1250℃的階段氧分壓為1～3％，由1250℃升溫至第二保溫?zé)Y(jié)的溫度的階段氧分壓為2～2.5％，第二保溫?zé)Y(jié)中氧分壓為3～6％。

17、優(yōu)選的，所述第二保溫?zé)Y(jié)完成后，還包括降溫階段；所述降溫階段包括依次進(jìn)行的第一階段、第二階段、第三階段、第四階段和第五階段；所述第一階段的起始溫度為第二保溫?zé)Y(jié)的溫度，終點(diǎn)溫度為1250℃，所述第一階段的降溫速度為2～4℃/min，氧分壓為1～3％；所述第二階段的起始溫度為1250℃，終點(diǎn)溫度為1150℃，所述第二階段的降溫速度為1～3℃/min，氧分壓為1～2％；所述第三階段的起始溫度為1150℃，終點(diǎn)溫度為1050℃，所述第三階段的降溫速度為1～3℃/min，氧分壓為0.5～1％；所述第四階段的起始溫度為1050℃，終點(diǎn)溫度為1000℃，所述第四階段的降溫速度為1～2℃/min，氧分壓為0.01～0.05％；所述第五階段為由1000℃開始自然降溫，氧分壓為0.01％以下。

18、本發(fā)明提供了一種利用工業(yè)硫酸錳廢料制備錳鋅鐵氧體材料的方法，包括以下步驟：將fe2o3、工業(yè)硫酸錳廢料和zno混合，得到混合料；將所述混合料進(jìn)行預(yù)燒，得到預(yù)燒料；所述預(yù)燒包括依次進(jìn)行第一階段預(yù)燒和第二階段預(yù)燒，所述第一階段預(yù)燒的溫度為800～900℃，保溫時(shí)間為2～4h，所述第二階段預(yù)燒的溫度為920～1000℃，保溫時(shí)間為1～3h；將所述預(yù)燒料、水和添加劑混合進(jìn)行球磨，得到球磨料漿；所述添加劑包括sio2、caco3、nb2o5和zro2；將所述球磨料漿和聚乙烯醇溶液混合后進(jìn)行造粒，得到鐵氧體顆粒料；將所述鐵氧體顆粒料壓制后進(jìn)行燒結(jié)，得到所述錳鋅鐵氧體材料；所述燒結(jié)包括依次進(jìn)行第一保溫?zé)Y(jié)和第二保溫?zé)Y(jié)；所述第一保溫?zé)Y(jié)的溫度850～1000℃，保溫時(shí)間為2～6h，所述第二保溫?zé)Y(jié)的溫度為1300～1350℃，保溫時(shí)間為3～6h。本發(fā)明的有益效果如下：

19、本發(fā)明在預(yù)燒階段，通過控制預(yù)燒溫度和時(shí)間，將硫酸錳全部變成mno2和mn3o4，再進(jìn)一步調(diào)整燒結(jié)溫度，使mno2和mn3o4與氧化鐵進(jìn)行鐵氧體化反應(yīng)，獲得合格的鐵氧體預(yù)燒料。

20、本發(fā)明在燒結(jié)過程中，首先在850～1000℃進(jìn)行保溫處理，促進(jìn)殘余硫酸根排除，從而避免出現(xiàn)異常晶粒長大，有效提升產(chǎn)品的性能和合格率。

21、綜上，本發(fā)明以工業(yè)硫酸錳廢料代替四氧化三錳，與工業(yè)氧化鐵和氧化鋅混合后制備功率錳鋅鐵氧體材料，即解決了工業(yè)硫酸錳廢渣處理難的問題，又能降低功率鐵氧體材料生產(chǎn)成本，提高市場競爭力。