一种锰锌铁氧体软磁材料及利用含锌电炉粉尘合成锰锌铁氧体软磁材料的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113539658A(43)申请公布日2021.10.22(21)申请号202110781444.3(22)申请日2021.07.11(71)申请人张家港江苏科技大学产业技术研究院地址215600江苏省苏州市张家港高新区长兴中路8号(72)发明人邱家用余水张琪朱开琦陈佳凤居殿春陶雨倩白妮徐敏人赵东昇(74)专利代理机构北京东方芊悦知识产权代理事务所(普通合伙)11591代理人彭秀丽(51)Int.Cl.H01F41/02(2006.01)H01F1/34(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图3页(54)发明名称一种锰锌铁氧体软磁材料及利用含锌电炉粉尘合成锰锌铁氧体软磁材料的方法(57)摘要本发明公开了一种锰锌铁氧体软磁材料及利用含锌电炉粉尘合成锰锌铁氧体软磁材料的方法，合成步骤为：将NaOH溶液与球磨后的含锌电炉粉尘按照一定的液固比混合，在室温下搅拌一定时间后，经离心液固分离，将干燥后的浸出渣与MnSO4·H2O按照一定的质量比混合均匀，然后于高温反应釜中，在一定的温度和时间下水热反应即可得到锰锌铁氧体软磁材料。本发明拓展了含锌电炉粉尘综合利用的途径，有效利用了含锌电炉粉尘中Zn，Fe，Mn等有价元素，并通过粉尘中的Ca、Cr、Al、Si等作为掺杂元素，提高了锰锌铁氧体的磁性能。为合成锰锌铁氧体提供了价格低廉的原料，为电炉粉尘的综合利用提供了新思路和新工艺。CN113539658ACN113539658A权利要求书1/2页1.一种用含锌电炉粉尘合成锰锌铁氧体软磁材料的方法，其特征在于，包括：将含锰化合物与碱液处理后的含锌电炉粉尘，混合研磨得到前驱体；将所述前驱体粉末的水溶液采用一步水热反应，制得所述锰锌铁氧体软磁材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：将含锌电炉粉尘与碱液混合得到固液混合物，将所得固液混合物分离得到的固体物进行干燥处理，得到碱液处理后的含锌电炉粉尘；将含锰化合物与碱液处理后的含锌电炉粉尘，混合研磨得到前驱体粉末；将所述前驱体粉末的水溶液置于反应釜中进行水热反应，制得所述锰锌铁氧体软磁材料。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述含锌电炉粉尘在碱液处理前，先进行球磨处理；优选地，球磨处理时球固的质量比为10:1‑30:1，球磨速率为300‑500r/min，球磨时间为3‑6h。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将含锌电炉粉尘与碱液混合得到固液混合物进行以下步骤的处理：将所述固液混合物进行离心分离得到固体物，再将所述固体物进行干燥、研磨和过筛；优选地，在离心分离过程中，在所述液固混合物中加入适量的去离子水，重复操作至上清液pH值为10‑12；优选地，所述液固混合物在5000‑7000r·min‑1的转速下离心5‑10min，离心分离得到的固体物在100‑120℃下干燥2‑4h，得到碱液处理后的含锌电炉粉尘，经研磨，并用200目孔筛筛选后，备用。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述碱液包括NaOH溶液、KOH溶液和氨水中的至少一种；优选地，碱液为NaOH溶液时，NaOH溶液的浓度为2‑4mol·L‑1，NaOH溶液与球磨后的电炉粉尘的液固质量比为10:1‑20:1，室温下搅拌时间为6‑12h。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述碱液处理后的含锌电炉粉尘与所述锰盐混合的质量比为10:1‑30:1；优选地，将所述碱液处理后的含锌电炉粉尘与所述含锰化合物，混合研磨0.5‑1h得到前驱体粉末；优选地，所述含锰化合物包括MnSO4·H2O和MnCl2·4H2O中的至少一种，更优选为MnSO4·H2O。7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述水热反应包括以下步骤：将所述前驱体粉末与水混合得到的水溶液置于反应釜中，进行水热反应；优选地，所述前驱体粉末与所述水混合的液固比为10:1‑30:1；更优选地，所述水热反应为：将所述前驱体粉末与所述水以液固比为10:1‑30:1混合装入水热反应釜，在160‑220℃下反应6‑12h，得到水热产物。8.根据权利要求1‑7中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：将所述水热产物进行分离、干燥，得到所述锰锌铁氧体软磁材料；优选地，所述水热产物在5000‑7000r·min‑1的转速下离心5‑10min，收集的下层滤渣在2CN113539658A权利要求书2/2页100‑120℃下干燥2‑4h。9.一种根据权利要求1‑8中任一项所述的方法合成的锰锌铁氧体软磁材料。10.根据权利要求9所述的锰锌铁氧体软磁材料，其特征在于，所述锰锌铁氧体软磁材料的晶胞内掺杂有金属离子；优选地，所述金属离子包括含锌电炉粉尘内的Mn2+、Mg2+、Al3+和Cr2+中的至少一种。