CN106747390B - 锶铁氧体预烧料及其制备方法 - Google Patents

锶铁氧体预烧料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于冶金技术领域,具体涉及一种锶铁氧体预烧料及其制备方法。针对现有制备锶铁氧体预烧料生产成本高的问题，本发明提供一种锶铁氧体预烧料的制备方法，包括以下步骤：a、按摩尔比Fe2O3﹕SrO＝6.2～6.3﹕1进行计算，称取原料铁鳞和碳酸锶，加入高岭土，混合均匀后加水球磨，得到混合浆料；b、将混合浆料烘干，于电炉中进行预烧；c、预烧结束后，将预烧产物破碎至60目筛以下，加入碳酸钙和硼酸，球磨14～18h，过滤；d、将步骤c中过滤的筛上物进行烧结，制得锶铁氧体预烧料。本发明能在减少碳酸锶用量的前提下，制备得到质量合格的锶铁氧体预烧料，每吨成本节省80元以上，具有重要的经济效益。

Description

锶铁氧体预烧料及其制备方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域,具体涉及一种锶铁氧体预烧料及其制备方法。
背景技术
锶铁氧体，是一种用作永磁电机的励磁，有刷直流电机中放置于定子，无刷电机中放置于转子，具有广泛的用途。在锶铁氧体的制备过程中，先要生产成锶铁氧体预烧料，其通常采用含铁物质(如铁鳞、铁红或铁精矿)和碳酸锶作为主要原料。其中，碳酸锶资源相对稀有，价格较贵，碳酸锶单价约为5200元/吨，而铁鳞单价约为1200元/吨。在锶铁氧体(SrO·6Fe2O3)结构中，Fe2O3与SrO的摩尔比为6﹕1，即M(Fe2O3/SrO)＝6。理论上，将M(Fe2O3/SrO)设置为6时，锶铁氧体的质量更好,价格相对较低。但目前行业普遍采用缺铁配方，即M(Fe2O3/SrO)＜6(一般为5.8～5.95)来进行锶铁氧体预烧料的生产，这无疑浪费了高价的碳酸锶，造成了锶铁氧体预烧料生产成本过高的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题为：现有制备锶铁氧体预烧料时，需控制M(Fe2O3/SrO)＜6才能得到质量好的锶铁氧体预烧料，生产成本高。
本发明解决技术问题的技术方案为：提供一种锶铁氧体预烧料及其制备方法，能减少昂贵的碳酸锶用量，节约生产成本。
本发明提供一种锶铁氧体预烧料的制备方法，包括以下步骤：
a、按摩尔比Fe2O3﹕SrO＝6.2～6.3﹕1进行计算，称取原料铁鳞和碳酸锶，加入高岭土，混合均匀后加水球磨2.5～3.5h，得到混合浆料；
b、将步骤a中的混合浆料烘干，于电炉中进行预烧；
c、预烧结束后，将预烧产物破碎至60目筛以下，加入碳酸钙和硼酸，球磨14～18h，过滤；
d、将步骤c中过滤得到的固体物质进行烧结，制得锶铁氧体预烧料。
其中，上述锶铁氧体预烧料的制备方法中，步骤a中所述的铁鳞为Tfe≥74％的铁鳞。
其中，上述锶铁氧体预烧料的制备方法中，步骤a中所述高岭土的添加量为铁鳞和碳酸锶总量的0.25～0.3％。
其中，上述锶铁氧体预烧料的制备方法中，步骤a中所述加水的量为铁鳞和碳酸锶总量的0.7～0.9％。
其中，上述锶铁氧体预烧料的制备方法中，步骤b中所述预烧温度为20～1280℃，所述预烧时间为10～12h。
优选的，上述锶铁氧体预烧料的制备方法中，步骤b中所述预烧过程为：在20～150℃、150～300℃、300～600℃下分别预烧60min，再在600～750℃下预烧30min后，保温180min，750～900℃下预烧30min，900～1150℃下预烧60min，1150～1280℃下预烧30min，再保温120min，预烧结束。
其中，上述锶铁氧体预烧料的制备方法中，步骤c中所述的碳酸钙和硼酸加入量分别预烧产物总量的0.5～0.7％和0.15～0.25％。
其中，上述锶铁氧体预烧料的制备方法中，步骤c中所述的球磨后粒度≤6um。
其中，上述锶铁氧体预烧料的制备方法中，步骤d中所述烧结温度为20～1240℃，烧结时间为7～8h。
优选的，上述锶铁氧体预烧料的制备方法中，步骤d中所述的烧结过程为：在20～150℃、150～300℃下分别烧结90min，300～600℃、600～900℃下分别烧结60min，900～1150℃下烧结50min，1150～1240℃下烧结30min后，保温70min,烧结结束。
本发明还提供一种锶铁氧体预烧料，由上述方法制备而成。
本发明中，除特别说明的以外，所述的百分比为重量百分比。
本发明的有益效果为：本发明提供了一种Fe2O3﹕SrO摩尔比为6.2～6.3的锶铁氧体预烧料制备方法，增加了Fe2O3﹕SrO摩尔比，制备得到的锶铁氧体预烧料Br≥3.9kGs、Hcb≥2.9kOe、Hcj≥3.0kOe、收缩率为12～14％，质量优良，能与现有的Fe2O3﹕SrO摩尔比为5.9的产品质量持平。本发明极大的减少了碳酸锶用量，节约了生产成本，相比现有Fe2O3﹕SrO摩尔比为5.9的生产水平，每吨成本节省80元以上，具有重要的经济效益，制得推广应用。
具体实施方式
本发明提供一种锶铁氧体预烧料的制备方法，包括以下步骤：
a、按摩尔比Fe2O3﹕SrO＝6.2～6.3﹕1进行计算，称取原料铁鳞和碳酸锶，加入占铁鳞和碳酸锶总量的0.25～0.3％的高岭土，混合均匀后加入占铁鳞和碳酸锶总量的0.7～0.9％的水，球磨2.5～3.5h，得到混合浆料；
b、将步骤a中的混合浆料烘干，于电炉中进行预烧,在20～150℃、150～300℃、300～600℃下分别预烧60min，再在600～750℃下预烧30min后，保温180min，750～900℃下预烧30min，900～1150℃下预烧60min，1150～1280℃下预烧30min，再保温120min，预烧结束；
c、将预烧产物破碎至60目筛以下，加入占预烧产物总量0.5～0.7％的碳酸钙和0.15～0.25％的硼酸，球磨14～18h，过滤；
d、将步骤c中过滤的筛上物进行烧结，在20～150℃、150～300℃下分别烧结90min，300～600℃、600～900℃下分别烧结60min，900～1150℃下烧结50min，1150～1240℃下烧结30min后，保温70min,烧结结束，制得锶铁氧体预烧料。
其中，上述锶铁氧体预烧料的制备方法中，步骤a中所述的铁鳞为Tfe≥74％的铁鳞。
其中，上述锶铁氧体预烧料的制备方法中，步骤c中所述的球磨后粒度≤6um。
本发明还提供一种锶铁氧体预烧料，由上述方法制备而成。
下面通过实施例对本发明的具体实施方式做进一步的解释说明，但不表示将本发明的保护范围限制在实施例所述范围内。
实施例中，原料铁鳞的Tfe含量为74％。
实施例1 用本发明方法制备锶铁氧体预烧料
具体操作步骤如下：
a、按摩尔比Fe2O3﹕SrO＝6.2﹕1进行计算，称取原料铁鳞2151.3g和碳酸锶348.7g，加入7.3g高岭土，混合均匀后加2000g水球磨3h，得到混合浆料；
b、将步骤a中的混合浆料烘干，于电炉中进行预烧,在20～150℃、150～300℃、300～600℃下分别预烧60min，再在600～750℃下预烧30min后，保温180min，750～900℃下预烧30min，900～1150℃下预烧60min，1150～1280℃下预烧30min，再保温120min，预烧结束；
c、将预烧产物破碎至60目筛以下，加入0.6％的碳酸钙和0.2％的硼酸，球磨14～18h后过滤；
d、将步骤c中过滤的筛上物进行烧结，在20～150℃、150～300℃下分别烧结90min，300～600℃、600～900℃下分别烧结60min，900～1150℃下烧结50min，1150～1240℃下烧结30min后，保温70min,烧结结束，制得锶铁氧体预烧料。
实施例2 用本发明方法制备锶铁氧体预烧料
具体操作步骤如下：
a、按摩尔比Fe2O3﹕SrO＝6.25﹕1进行计算，称取原料铁鳞2153.7g和碳酸锶346.3g，加入7.3g高岭土，混合均匀后加2000g水球磨3h，得到混合浆料；
b、将步骤a中的混合浆料烘干，于电炉中进行预烧,在20～150℃、150～300℃、300～600℃下分别预烧60min，再在600～750℃下预烧30min后，保温180min，750～900℃下预烧30min，900～1150℃下预烧60min，1150～1280℃下预烧30min，再保温120min，预烧结束；
c、将预烧产物破碎至60目筛以下，加入0.6％的碳酸钙和0.2％的硼酸，球磨14～18h后过滤；
d、将步骤c中过滤的筛上物进行烧结，在20～150℃、150～300℃下分别烧结90min，300～600℃、600～900℃下分别烧结60min，900～1150℃下烧结50min，1150～1240℃下烧结30min后，保温70min,烧结结束，制得锶铁氧体预烧料。
实施例3 用本发明方法制备锶铁氧体预烧料
具体操作步骤如下：
a、按摩尔比Fe2O3﹕SrO＝6.3﹕1进行计算，称取原料铁鳞2156.0g和碳酸锶344.0g，加入7.3g高岭土，混合均匀后加2000g水球磨3h，得到混合浆料；
b、将步骤a中的混合浆料烘干，于电炉中进行预烧,在20～150℃、150～300℃、300～600℃下分别预烧60min，再在600～750℃下预烧30min后，保温180min，750～900℃下预烧30min，900～1150℃下预烧60min，1150～1280℃下预烧30min，再保温120min，预烧结束；
c、将预烧产物破碎至60目筛以下，加入0.6％的碳酸钙和0.2％的硼酸，球磨14～18h后过滤；
d、将步骤c中过滤的筛上物进行烧结，在20～150℃、150～300℃下分别烧结90min，300～600℃、600～900℃下分别烧结60min，900～1150℃下烧结50min，1150～1240℃下烧结30min后，保温70min,烧结结束，制得锶铁氧体预烧料。
对比例1 采用缺铁配方制备锶铁氧体预烧料
具体操作步骤如下：
a、按摩尔比Fe2O3﹕SrO＝5.9﹕1进行计算，称取原料铁鳞2136.1g和碳酸锶363.9g，加入7.3g高岭土，混合均匀后加2000g水球磨3h，得到混合浆料；
b、将步骤a中的混合浆料烘干，于电炉中进行预烧,在20～150℃、150～300℃、300～600℃下分别预烧60min，再在600～750℃下预烧30min后，保温180min，750～900℃下预烧30min，900～1150℃下预烧60min，1150～1280℃下预烧30min，再保温120min，预烧结束；
c、将预烧产物破碎至60目筛以下，加入0.6％的碳酸钙和0.2％的硼酸，球磨14～18h后过滤；
d、将步骤c中过滤的筛上物进行烧结，在20～150℃、150～300℃下分别烧结90min，300～600℃、600～900℃下分别烧结60min，900～1150℃下烧结50min，1150～1240℃下烧结30min后，保温70min,烧结结束，制得锶铁氧体预烧料。
对比例2 采用过铁配方制备锶铁氧体预烧料
具体操作步骤如下：
a、按摩尔比Fe2O3﹕SrO＝6.4﹕1进行计算，称取原料铁鳞2160.7g和碳酸锶339.3g，加入7.3g高岭土，混合均匀后加2000g水球磨3h，得到混合浆料；
b、将步骤a中的混合浆料烘干，于电炉中进行预烧,在20～150℃、150～300℃、300～600℃下分别预烧60min，再在600～750℃下预烧30min后，保温180min，750～900℃下预烧30min，900～1150℃下预烧60min，1150～1280℃下预烧30min，再保温120min，预烧结束；
c、将预烧产物破碎至60目筛以下，加入0.6％的碳酸钙和0.2％的硼酸，球磨14～18h后过滤；
d、将步骤c中过滤的筛上物进行烧结，在20～150℃、150～300℃下分别烧结90min，300～600℃、600～900℃下分别烧结60min，900～1150℃下烧结50min，1150～1240℃下烧结30min后，保温70min,烧结结束，制得锶铁氧体预烧料。
将实施例和对比例制备得到的锶铁氧体预烧料分别进行性能测定，结果如下表1所示。
表1 不同方法制备的锶铁氧体预烧料性能表
Figure BDA0001198608040000051
由上表中的结果可知,对比例1为现有技术中采用Fe2O3﹕SrO摩尔比为5.9时制备得到的锶铁氧体预烧料质量结果,采用本发明的Fe2O3﹕SrO摩尔比为6.2～6.3时,也能得到与对比例1质量相当的产品,实施例1～3中锶铁氧体预烧料的Br≥3.9kGs、Hcb≥2.9kOe、Hcj≥3.0kOe、收缩率为12～14％,均与对比例1持平,能满足市场对锶铁氧体预烧料产品的需求,并且将生产成本降低了80元/吨以上；而当Fe2O3﹕SrO摩尔比继续提高时(对比例2)，无法制备得到质量合格的锶铁氧体预烧料。因此，本发明提供了一种质量满足需求、生产成本低的锶铁氧体预烧料的制备方法，具有重要的经济效益。

Claims (8)

1.锶铁氧体预烧料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、按摩尔比Fe2O3﹕SrO＝6.2～6.3﹕1进行计算，称取原料铁鳞和碳酸锶，加入高岭土，混合均匀后加水球磨2.5～3.5h，得到混合浆料，高岭土的添加量为铁鳞和碳酸锶总量的0.25～0.3％；
b、将步骤a中的混合浆料烘干，于电炉中进行预烧；
c、预烧结束后，将预烧产物破碎至60目筛以下，加入碳酸钙和硼酸，球磨14～18h，过滤，碳酸钙和硼酸加入量分别预烧产物总量的0.5～0.7％和0.15～0.25％；
d、将步骤c中过滤得到的固体物质进行烧结，制得锶铁氧体预烧料。
2.根据权利要求1所述的锶铁氧体预烧料的制备方法，其特征在于：步骤a中所述加水的量为铁鳞和碳酸锶总量的0.7～0.9％。
3.根据权利要求1所述的锶铁氧体预烧料的制备方法，其特征在于：步骤b中所述预烧时间为10～12h。
4.根据权利要求1所述的锶铁氧体预烧料的制备方法，其特征在于：步骤b中所述预烧过程为：在20～150℃、150～300℃、300～600℃下分别预烧60min，再在600～750℃下预烧30min后，保温180min，750～900℃下预烧30min，900～1150℃下预烧60min，1150～1280℃下预烧30min，再保温120min，预烧结束。
5.根据权利要求1所述的锶铁氧体预烧料的制备方法，其特征在于：步骤c中所述的球磨后粒度≤6um。
6.根据权利要求1所述的锶铁氧体预烧料的制备方法，其特征在于：步骤d中所述烧结时间为7～8h。
7.根据权利要求1所述的锶铁氧体预烧料的制备方法，其特征在于：步骤d中所述的烧结过程为：在20～150℃、150～300℃下分别烧结90min，300～600℃、600～900℃下分别烧结60min，900～1150℃下烧结50min，1150～1240℃下烧结30min后，保温70min,烧结结束。
8.权利要求1～7任一项所述的方法制备得到的锶铁氧体预烧料。
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