CN111393157B - 一种锶永磁铁氧体磁性能不合格报废料浆的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及报废材料技术领域，尤其是一种锶永磁铁氧体磁性能不合格报废料浆的处理方法，包括如下步骤：分析报废料浆的粒度和PH值→计算并称量报废料浆需要的组合添加剂→加温水预混、加入搅拌(罐)塔进行搅拌→脱水→成型→烧结。本发明的锶永磁铁氧体磁性能不合格报废料浆的处理办法通过以上两种添加剂的组合及其搅拌式加入方式，可以有效的解决性能报废料浆的性能问题、PH值高、磁粉团聚和人工劳动成本及其回磨带来的粒度细、成型性差以及合格率低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及永磁铁氧体生产技术领域，尤其是采用锶永磁铁氧体过程中由于跑锶、跑钡现象产生的磁性能不合格报废料浆进行处理的办法。
背景技术
锶永磁铁氧体，其主成份为MO.6Fe2O3，M＝Ba、Sr、Pb及Ca(有La)单质和复合物，属类陶瓷材料，制备使用的主原料是铁鳞或者铁红和锶、钙化合物，其特点是磁性能Br//Hcj/BHmax高，即“三高”材料。其生产工艺是：首先，将氧化铁、碳酸锶等进行混合，通过预烧发生初步固相反应，得到预烧料块(或料球)，将其粗破碎之后以水为介质，通过球磨工艺将其细磨到平均粒径为0.5～1.0μm的料浆。然后将磨好的料浆在磁场中采用干压或湿压成型，将所得的坯体烧结、研磨成规定的形状尺寸，制成永磁铁氧体磁体。为了提高产品的性能和机械强度等，会加入一些副成分，进入晶界或晶粒内部，增强取向度，密度，细化晶粒，降低烧结温度等。根据料浆在磁场中采用干压还是湿压成型，其永磁铁氧体的生产工艺可以采用干压法和湿压法生产。湿压法生产时料浆的流动性会更强，取向度会更高，取向度高即磁性能高。为了获得高的磁性能，一般高性能的铁氧体采用湿压法生产。
根据磁学理论，要获得高的矫顽力，最重要的一点就是让磁性粒子处于单畴状态，本发明涉及的永磁铁氧体单畴尺寸为1.0um,而一般经过粗粉碎后的一次预烧料的粒度在3-6um,而又因为生产永磁铁氧体要经过二次烧结，微粒会长大，对于进入烧结前的微粒而言，会将微粒尺寸控制在0.7-0.9um.一般是采用球磨工艺将料粉磨到此粒度。球磨工艺是利用专用球磨机，在里面加入钢球，以水作为介质进行一定时间的研磨，将料磨到需要的粒度。在前面提到，永磁铁氧体是一种含BaO、SrO的化合物，在球磨工艺过程中，因为钢球与料颗粒的相互运动，在球磨机里面会产生高热，预烧料中游离的BaO、SrO遇水会发生反映，生成Ba(OH)2、Sr(OH)2，当料浆冷却下来时，溶解的Ba(OH)2、Sr(OH)2就会析出晶体,而析出晶体后,料浆矫顽力就会大大的下降，剩磁也会有所降低。压制的产品收缩率小，料发粘不易取向，排水效果差，成型烧结易开裂。这就是业内常说的跑锶，跑钡现象。为了解决这种现象，在球磨过程中，会在球磨筒体上加注冷却水，但当气温高或者冷却水不足或者原料预烧不充分时，跑锶、跑钡现象就会出现，造成球磨后的料浆磁性能不合格质量报废，特别是在夏季的时候。此类现象的出现，让生产厂家最为头疼。有的厂家会选择报废，有的厂家会采取降档处理，也有的厂家会根据其下降程度做适当添加到正常材料中。在这些方式中，报废料浆会造成资源的浪费，更会对环境会造成不利影响；如果降档也会造成生产成本的大量增加；根据其下降程度做适当添加量不会太多，会造成资源的占用或增加新的质量风险。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决上述背景技术中存在的问题，提供一种锶永磁铁氧体磁性能不合格报废料浆的处理方法，解决上述背景技术中存在的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种锶永磁铁氧体磁性能不合格报废料浆的处理方法，包括如下步骤：分析磁性能不合格报废料浆的粒度和PH值，当粒度正常、PH值高于正常值时，进行下一步→计算并称量报废料浆需要的组合添加剂→加温水预混、加入搅拌(罐)塔进行搅拌→脱水→成型→烧结。其中磁性能不合格是料浆的磁性能与标准要求的磁性能进行对比,其中标准为产品要求达到的标准,可以是国家标准,工厂自己内部标准等。而粒度的正常值及PH值的正常值是指符合标准的标准值，该标准可以是国家标准,工厂自己内部标准等，均是本领域技术人员公知的技术，在本专利申请中不需要特别说明具体数值。
进一步地，所述上述步骤中分析磁性能不合格报废料浆粒度和PH值中粒度用平均粒度测试仪测试，PH值用PH测试仪测试；组合添加剂由硅氧化物和硼酸构成，其硅氧化物的添加量为占报废料浆重量的0.01％～1.0％Wt，其硼酸的添加量为占报废料浆重量的0.01％～0.5％Wt；脱水前料浆含水率在60-80％,脱水后料浆含水率在33％-38％；烧结的温度为1200±40℃。
进一步地，硅氧化物的添加量为占报废料浆重量的0.01％～0.5％Wt。
进一步地，硼酸的添加量为占报废料浆重量的0.01％～0.15％Wt
进一步地，所述的硅氧化物为纳米级。
进一步地，所述的硅氧化物为SiO2。
进一步地，所述的温水的温度为40-80℃。
所述组合添加剂中的Si成分，采用纳米材料，颗粒细，它在铁氧体中可以控制产品的晶粒尺寸，提升Hcj而对Br伤害不大，在常温下它成固体状态，不溶于水，溶解度为0.012g/100ML,在一次预烧原料中有的厂家会控制性的加入，但作为一次添加剂添加时，因其球磨时间长，粒度会磨得很细，分子间表面积大，与水分子结合生成硅酸H2SiO3和Si(OH)4.H2O等。而硅酸可电离成H+SiO3 2-,而硅酸根离子SiO3 2-与前述料浆中的Sr(OH)2电离的Sr2+会形成稳定态的硅酸锶，破坏硅酸的电离平衡，从而使硅酸的电离平衡向生成H+和SiO3 2-方向进行，直至中和OH-，最后生成SrSiO3.这对减少料浆中的Sr(OH)2生成有利，SiO2在PH为7.5-10.5时分散性好，而在PH值的其它区间，则有聚团现象；而在报废料浆中，PH值会高达11-14，这是选择Si氧化物作为添加剂的原因；另一方面，考虑到成本优化和环保问题，不再采用回到球磨机球磨方式加入，因为重新加入球磨机需要重新补入水，在回装过程工人劳动强度大，原料损耗也会大，加磨也会造成粒度过细导致成形性变差等问题，本发明采用在储料塔加装搅拌装置直接搅拌的形式加入，对加入添加剂的细度要求高，采用的是纳米级Si氧化物，以增大比表面积的接触机会。考虑到Si氧化物如果加的过多，会造成材料收缩偏大和降低剩磁，所以会控制Si氧化物的加入量，为了保证磁性能合格和收缩在正常值，还会进一步对PH值进行调节，另考虑报废料浆沉淀以后细颗粒发生的团聚现象，又加入硼酸作为添加剂，其特性可以溶于水，可以通过搅拌与料浆混合均匀，也因为其水溶液呈弱酸性，可以中和报废料浆的PH值，另外硼酸在这里还可以作为分散剂，有助于磁粉在水中分散，降低料浆凝聚，在成型时有助于成型的走水，并且提高晶粒在磁场中的定向度，在烧结过程还会起到助溶剂作用，有助于晶粒的控制。
本发明的有益效果是，通过在报废料浆中加入硅氧化物和硼酸其搅拌式加入方式，可以有效的解决性能报废料浆的性能问题、PH值高、磁粉团聚和人工劳动成本及其回磨带来的粒度细、锶永磁铁氧体成型性差以及合格率低的问题，可以将处理后的报废料浆用于生产磁电机用锶永磁铁氧体元件，有效减少了报废料浆的浪费，降低生产成本。
附图说明
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例1
如图1所述的锶永磁铁氧体磁性能不合格报废料浆的处理方法，包括如下步骤：分析磁性能不合格报废料浆粒度和PH值，当粒度正常、PH值高于正常值时，进行下一步→计算并称量报废料浆需要的组合添加剂→加温水预混、加入搅拌(罐)塔进行搅拌→脱水→成型→烧结。
上述步骤中分析报废料浆粒度和PH值中粒度用平均粒度测试仪测试，PH值用PH测试仪测试；组合添加剂由硅氧化物和硼酸构成，其硅氧化物的添加量为占报废料浆重量的0.01％～1.0％Wt，其硼酸的添加量为占报废料浆重量的0.01％～0.5％Wt；脱水前料浆含水率在60-80％脱后料浆含水率在33％-38％；烧结的温度为1200±40℃，进一步地，硅氧化物为纳米级，进一步地，硅氧化物为SiO2，进一步地，温水的温度为40-80℃。报废料浆通过以上两种添加剂的组合及其搅拌式加入方式进行处理后，可以有效的解决报废料浆的性能问题、PH值高、磁粉团聚和人工劳动成本及其回磨带来的粒度细、锶永磁铁氧体成型性差以及合格率低的问题。
硅氧化物和硼酸添加量对锶永磁铁氧体产品磁性能的影响如下表1所示：表1
如果将过量的硅氧化物和硼酸加入到合格料浆即磁性能正常料浆中，会造成剩
磁Br偏低，且Hcb/Hcj增高，另外增加磁体在烧结开裂的风险。
实施例2
永磁铁氧体湿法生产Y30H-1材料，一次球磨粒度要求：0.8-1.0um。材料标准(企业标准)如下：Br:390MT,Hcb:245KA/m Hcj:255KA/m BHmax 29KJ/m3，材料性能如下：Br:393MT,Hcb:221KA/m Hcj:233KA/m BHmax 29KJ/m3，磁性能不符合标准要求，属报废料浆。储存塔里料浆已分级沉淀，料水分离明显。报废料浆中加占报废料浆重量0.15％的二氧化硅SiO2和0.15％的硼酸H3BO3，加入10公斤40-80℃热水，混合均匀后，加入储料塔搅匀1/2/3/4/5/6小时，分别取样检测。
A.取粒度测试对比如下表2：
表2
B.PH值/性能随取样时间变化如表3所示：
表3
上表3可以可以看出，搅拌3个小时上下端PH值与性能趋于一致。4个小时已完全一致。至5小时，6小时上下端给4个小时比较是一致的。
本发明的优点：A.在报废料浆中采用搅拌式加入易溶和溶于温热水的硅氧化物和硼酸添加剂，不需要加入球磨机回磨，以免加入球磨机回磨后粒度过细破坏晶粒结构，降低成型取向度和成型烧结排水，合格率低且处理方式简单，工人劳动强度小，人工成本低，不会造成过程物料浪费。B.本发明采用现有设备，不需要新增加设备，设备成本低C.采用的添加剂价格低廉，成本低，易购。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (3)
1.一种锶永磁铁氧体磁性能不合格报废料浆的处理方法，其特征是：包括如下步骤：分析磁性能不合格报废料浆粒度和pH值，当粒度正常、pH值高于正常值时，进行下一步→计算并称量报废料浆需要的组合添加剂→加温水预混、加入搅拌罐或搅拌塔进行搅拌至完全溶解→脱水→成型→烧结；其中粒度用平均粒度测试仪测试，pH值用pH测试仪测试；组合添加剂由硅氧化物和硼酸构成，其硅氧化物为纳米级，添加量为占报废料浆重量的0.01％～1.0wt％，其硼酸的添加量为占报废料浆重量的0.01％～0.5wt％；脱水前料浆含水率在60-80％，脱水后料浆含水率在33％-38％；烧结的温度为1200±40℃。
2.根据权利要求1所述的锶永磁铁氧体磁性能不合格报废料浆的处理方法，其特征是：所述的硅氧化物为SiO2。
3.根据权利要求1所述的锶永磁铁氧体磁性能不合格报废料浆的处理方法，其特征是：所述的温水的温度为40-80℃。
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