CN103102150A

CN103102150A - 一种永磁铁氧体废料回收再生利用的制备方法

Info

Publication number: CN103102150A
Application number: CN2013100616555A
Authority: CN
Inventors: 张朋越; 泮敏翔; 吴琼
Original assignee: China Jiliang University
Current assignee: China Jiliang University
Priority date: 2013-02-28
Filing date: 2013-02-28
Publication date: 2013-05-15

Abstract

本发明涉及一种永磁铁氧体废料的回收再生利用的制备方法，其步骤为：按重量百分比称取永磁铁氧体预烧料75~95wt%和同牌号永磁铁氧体废弃料5~25wt%的混合料；然后进行连续破碎，最终达到平均颗粒为0.5~3μm，同时，加入为混合物总量的0.5～1wt%纳米改性剂，经球磨湿混后烘干；将所得混料置于窑炉中进行烧结，烧结温度1250～1350℃，烧结时间1-6h；将预烧料经球磨湿混后，制备出含水量为30~35wt%的浆料，然后将浆料加入模具中进行双向压制成型，最后将毛坯磁体置于电窑中进行烧结，烧结温度为1100～1250℃，烧结时间为1-6h。其磁性能达到了常规同牌号永磁铁氧体性能标准，实现了变废为宝，对环境无污染，而且工艺简单，易操作。

Description

一种永磁铁氧体废料回收再生利用的制备方法

技术领域

本发明涉及一种永磁铁氧体废料的制备方法，具体的是一种永磁铁氧体废料的回收再生利用的制备方法。

背景技术

永磁铁氧体因其具有低廉的价格和较好的磁性能，在磁性材料领域占有着举足轻重的地位，应用领域较为广泛。随着电子设备向小型化、轻型化、薄型化技术的发展，以及计算机、多媒体电脑、通信网络等高新技术发展，特别是近来年随着电子信息产业、电动汽车的高速发展，对高剩磁（B_r）、高矫顽力(H_cj)、高能积(BH)_max的高性能永磁铁氧体磁性能、尺寸形状及磁通分布等要求越来越高，这更为开发新型永磁铁氧体提供了广阔的发展市场。对于高性能永磁铁氧体的研究和开发，仍将是当今和今后相当长一段时间内最重要的研究课题。

目前，我国的永磁铁氧体在年产量快速增长的同时，由于各企业的技术和设备不同，在永磁铁氧体产品的制备和加工过程中，约产生5~20%的废弃料；而且为提高产品磁性能，永磁体合成过程中大都掺杂一定量的稀土和贵过渡金属。对于报废的铁氧体磁性材料，多数公司是将其集中堆存，这样既占用土地、污染环境，又造成了稀土资源的严重浪费；很少有能回收利用的工艺，即便有少数回用的，也是用于金属冶炼，这大大降低了其利用价值。因此，发明一种永磁铁氧体废料的再生利用技术，实现永磁铁氧体废料资源化和减量化，对提高磁性材料产业的资源利用率和行业经济效益，具有重大的现实意义。

本发明采用废料再生利用制备永磁铁氧体，通过在永磁铁氧体预烧料中加入同牌号永磁铁氧体废弃料，同时掺入一定量的纳米改性剂，在有效地细化晶粒和降低烧结温度的同时，打破废弃料中永磁铁晶体结构并实现晶型重组，研制出高性能永磁体铁氧体的回收再利用技术，降低产生成本。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种永磁铁氧体废料的回收再生利用的制备方法，包括如下步骤：

a、配料：按重量百分比称取永磁铁氧体预烧料75~95wt%和同牌号永磁铁氧体废弃料5~25 wt%制成混合料；

b、改性料：将a步骤所得的混合料进行连续破碎，最终达到平均颗粒为0.5~3μm；同时，加入纳米改性剂，所述纳米改性剂掺入量为混合料总量的0.5~1wt%，经球磨湿混后烘干；

c、预烧：将b步骤得到的干燥混合料置于窑炉中进行烧结，烧结温度为1250~1350℃，烧结时间为1－6 h；

d、烧结：将c步骤得到的预烧后混料经球磨湿混，制备出含水量为30~35wt%的成型备用浆料，然后将所得的浆料加入模具中，在磁取向机中压制成型，压制时的磁场强度大于9000Gs；将毛坯磁体置于电窑中进行烧结，烧结温度为1100~1250℃，烧结时间为1~6h。

进一步的，步骤a中所述的永磁铁氧体废弃料包括：烧结后报废的永磁铁氧体、机械加工留下的废渣、报废磁坯和打磨废粉。

进一步的，步骤b中所述的纳米改性剂为SiO₂、CaCO₃、Co₃O₄、La₂O₃中的一种或它们的混合物。

本发明还提供了一种永磁铁氧体废料的回收再生利用的制备方法制得的永磁铁氧体，永磁铁氧体具有磁性能为：B_r≥400mT，H_cb≥300kA/m，H_cj≥400kA/m，(BH)_max≥30kJ/m³。

进一步的，该永磁铁氧体的密度≥5.1 g/cm³。

与现有的技术相比，本发明具有如下优点：

（1）通过在永磁铁氧体预烧料中加入同牌号永磁铁氧体废弃料，实现以低成本也能制备出高性能永磁体铁氧体材料，降低成本，提升了市场竞争力。

（2）本发明在加入废弃料的同时，掺杂了纳米改性剂，降低了烧结温度，提高了粒度分布的均匀性，获得了高密度磁体。

（3）本发明减少了废弃料对环境的污染，工艺过程简单，易操作，适合于批量化生产。

具体实施方式

实施例1

本发明废料再生利用制备永磁铁氧体的制备方法（型号Y40）包括如下步骤：

a、配料：按重量百分比称取永磁铁氧体预烧料95wt%和同牌号永磁铁氧体废弃料5wt%构成混合物；

b、改性料：将a步骤所得的混合物进行连续破碎，最终达到平均颗粒为1μm，同时，加入纳米改性剂，改性剂SiO₂和CaCO₃的掺入量为混合物总量的0.5wt%，经球磨湿混后烘干；

c、预烧：将b步骤所得的混合料置于窑炉中进行烧结，烧结温度1250℃，烧结时间6小时；

d、烧结：将c步骤所得预烧后混合料经球磨湿混，制备出含水量30wt%的成型用浆料，然后将浆料加入模具中进行双向压制成型，压制时的磁场强度为9500Gs；将毛坯磁体置于电窑中进行烧结，烧结温度为1250℃，烧结时间为4 h。

比较例：

原始样品的制备步骤同实施例1，区别在于不添加同牌号永磁铁氧体废弃料和纳米改性剂。

将上述两种方法制备的样品，采用磁性能测量仪分别测试两样品的剩磁(Br)、矫顽力(H_cb)、内禀矫顽力(H_cj)、最大磁能积(BH)_max，对比结果如表1所示。

表1

Figure 2013100616555100002DEST_PATH_IMAGE001

实施例2

本发明废料再生利用制备永磁铁氧体的制备方法（牌号Y40-S）包括如下步骤：

a.配料：按重量百分比称取永磁铁氧体预烧料75wt%和同牌号永磁铁氧体废弃料25wt%的混合料；

b.改性料：将a步骤所得的混合料进行连续破碎，最终达到平均颗粒为3μm，同时，加入纳米改性剂，改性剂SiO₂、Co₂O₃和CaCO₃的掺入量为混合物总量的0.7wt%，经球磨湿混后烘干；

c.预烧：将步骤b所得的混合料置于窑炉中进行烧结，烧结温度1250℃，烧结时间4小时；

d.烧结：将c步骤所得预烧后混合料经球磨湿混，制备出含水量35wt%的成型用浆料，然后将浆料加入模具中进行双向压制成型，压制时的磁场强度为9500Gs；将毛坯磁体置于电窑中进行烧结，烧结温度为1200℃，烧结时间为6 h。

比较例：

原始样品的制备步骤同实施例2，区别在于不添加同牌号永磁铁氧体废弃料和纳米改性剂。

将上述两种方法制备的样品，采用磁性能测量仪分别测试两样品的剩磁(Br)、矫顽力(H_cb)、内禀矫顽力(H_cj)、最大磁能积(BH)_max，对比结果如表2所示。

表2

实施例3

本发明废料再生利用制备永磁铁氧体的制备方法（牌号Y40-N）包括如下步骤：

a.配料：按重量百分比称取永磁铁氧体预烧料85wt%和同牌号永磁铁氧体废弃料15wt%的混合料；

b.改性料：将a步骤所得的混合料进行连续破碎，最终达到平均颗粒为0.5μm，同时，加入纳米改性剂，改性剂SiO₂、CaCO₃ 、Co₃O₄和La₂O₃的掺入量为混合物总量的1wt%，经球磨湿混后烘干；

c.预烧：将b步骤所得的混合料置于窑炉中进行烧结，烧结温度1300℃，烧结时间1小时；

d.烧结：将c步骤所得预烧后混料经球磨湿混，制备出含水量35wt%的成型用浆料，然后将浆料加入模具中进行双向压制成型，压制时的磁场强度为9500Gs；将毛坯磁体置于电窑中进行烧结，烧结温度为1100℃，烧结时间为4 h。

比较例：

原始样品的制备步骤同实施例3，区别在于不添加同牌号永磁铁氧体废弃料和纳米改性剂。

将上述两种方法制备的样品，采用磁性能测量仪分别测试两样品的剩磁(Br)、矫顽力(H_cb)、内禀矫顽力(H_cj)、最大磁能积(BH)_max，对比结果如表3所示。

表3

从上述的实例1、2、3可以看出，添加同牌号永磁铁氧体废弃料和纳米改性剂的永磁铁氧体基本达到了常规的原始态铁氧体磁体产品磁性能要求。

Claims

1.一种永磁铁氧体废料的回收再生利用的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

配料：按重量百分比称取永磁铁氧体预烧料75~95wt%和同牌号永磁铁氧体废弃料5~25 wt%制成混合料；

改性料：将a步骤所得的混合料进行连续破碎，最终达到平均颗粒为0.5~3μm；同时，加入纳米改性剂，所述纳米改性剂掺入量为混合料总量的0.5~1wt%，经球磨湿混后烘干；

预烧：将b步骤得到的干燥混合料置于窑炉中进行烧结，烧结温度为1250~1350℃，烧结时间为1－6 h；

烧结：将c步骤得到的预烧后混料经球磨湿混，制备出含水量为30~35wt%的成型备用浆料，然后将所得的浆料加入模具中，在磁取向机中压制成型，压制时的磁场强度大于9000Gs；将毛坯磁体置于电窑中进行烧结，烧结温度为1100~1250℃，烧结时间为1~6h。

2.根据权利要求1 所述的永磁铁氧体废料的回收再生利用的制备方法，其特征在于：步骤a中所述的永磁铁氧体废弃料包括：烧结后报废的永磁铁氧体、机械加工留下的废渣、报废磁坯和打磨废粉。

3.根据权利要求1 所述的永磁铁氧体废料的回收再生利用的制备方法，其特征在于：步骤b中所述的纳米改性剂为SiO₂、CaCO₃、Co₃O₄、La₂O₃中的一种或它们的混合物。

4.根据权利要求1所述的永磁铁氧体废料的回收再生利用的制备方法制得的永磁铁氧体，其特征在于：永磁铁氧体具有磁性能为：B_r≥400mT，H_cb≥300kA/m，H_cj≥400kA/m，(BH)_max≥30kJ/m³。

5.根据权利要求4所述的永磁铁氧体废料的回收再生利用的制备方法制得的永磁铁氧体，其特征在于：该永磁铁氧体的密度≥5.1 g/cm³。