CN1295978A - 软磁铁氧体用四氧化三锰的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及功能材料技术领域,以软锰矿或硫酸锰为原料,碳化转为碳酸锰,最后经焙烧制得比表面大于20m2/g的四氧化三锰。本发明无须使用电解制得的昂贵的金属锰,只用廉价的软锰矿或硫酸锰经化学处理方法直接制取四氧化三锰。此工艺操作简单,成本低,产品比表面大、活性好、纯度高。

Description

软磁铁氧体用四氧化三锰的制备方法
本发明涉及功能材料技术领域，具体地说为软磁材料用化学品的制备方法。
四氧化三锰是一种无机功能材料。作为软磁铁氧体的主要原料四氧化三锰不仅要求有高纯的化学指标，还要有良好的物理指标，其中比表面是重要的物理指标，它直接影响四氧化三锰的活性和铁氧体的质量。目前，国内生产工艺均以昂贵的电解金属锰粉为原料，采用液相氧化法生产四氧化三锰。其缺点是生产成本高，产品活性差，比表面小(均在5～7m2/g)。如中国专利CN96116905曾报道过这种方法。为了降低成本，提高产品质量，以硫酸锰或软锰矿为原料，经碳化、焙烧生产四氧化三锰是一条有效的方法。中国专利CN98112437提出，以硫酸锰为原料，经碳化、焙烧制备四氧化三锰的方法，但未涉及具体的除杂工艺和合成工艺，更未说明产品指标及比表面大小等技术参数。
本发明的目的在于提供一种以软锰矿或硫酸锰为原料，不使用昂贵的金属锰，用化学处理方法直接制取大比表面四氧化三锰的方法。其重点在于通过除杂、合成、焙烧工艺控制产品的杂质含量和比表面。
本发明的主要技术方案：首先将硫酸锰溶液的PH值调至5～6，加入有机高分子絮凝剂，过滤除杂，其次将碳酸氢铵溶液加到精制的硫酸锰溶液中，得到的沉淀物经洗涤、烘干制得高纯碳酸锰，碳酸锰于950℃～1050℃下焙烧1～2小时，即可得到比表面大于20m2/g的四氧化三锰。
上述硫酸锰溶液是由软锰矿制得的。
上述的有机高分子絮凝剂可使硫酸锰溶液中的二氧化硅微粒及其他悬浮物形成较大絮团，过滤除去。
上述的有机高分子絮凝剂为丙烯酸或丙烯酸盐的聚合物。
上述的碳酸锰合成是将饱和碳酸氢铵溶液加入到一定浓度精制的硫酸锰溶液中，同时加入抑制剂使钙、镁等金属离子保留在母液中，而锰离子则沉淀为碳酸锰。
上述的抑制剂为有机膦羧酸或其盐的共聚物。
上述的硫酸锰溶液浓度为100～400g/l。
上述的碳酸锰焙烧时间为1-2小时，焙烧温度为950℃～1050℃。
本发明的工艺过程分述如下：
1、在浓度为100～400g/l的硫酸锰溶液中，于20～80℃下，调PH值至5-6，再加入100～200ppm有机高分子絮凝剂，充分搅匀后，过滤，得到精制的硫酸锰溶液。
2、将浓度为200g/l的碳酸氢铵溶液加到浓度为100～400g/l的精制硫酸锰溶液中，同时加入50-200ppm抑制剂，控制反应温度为20～90℃，PH值5～9，得到的沉淀物经洗涤、烘干，得到高纯碳酸锰。
3、高纯碳酸锰在950℃～1050℃下焙烧1～2小时，制得四氧化三锰。其产品指标为：
Mn：70～71％    SiO2≤0.01％
Ca≤0.01％      Mg≤0.005％
Pb≤0.001％     比表面≥20m2/g
本发明的优点：本发明是以软锰矿或硫酸锰为原料，不经电解直接采用化学处理方法制取高纯四氧化三锰。所用原材料价廉易得，生产成本低；所用工艺先进、操作简单、易控制；所得产品比表面大、活性好、纯度高。
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不限于本实施例。
实施例
浓度为200g/l的硫酸锰溶液3000ml，于40℃下调PH值至5-6，再加入150ppm聚丙烯酸钠，充分搅匀，过滤，得精制的硫酸锰溶液。将浓度为200g/l的碳酸氢铵溶液3140ml，于40℃下加到精制的硫酸锰溶液中，同时加入100ppm聚膦羧酸钠，沉淀产物洗涤、烘干后，于1000℃下焙烧1.5h，最终制得高纯四氧化三锰。其产品指标为(重量百分含量)：
Mn：71％       SiO2：0.005％
Ca：0.006％    Mg：0.004％
Pb：0.001％    比表面：22m2/g

Claims (8)

1、一种软磁铁氧体用四氧化三锰的制备方法，以软锰矿或硫酸锰为原料，其特征在于：首先将硫酸锰溶液的PH值调至5～6，加入有机高分子絮凝剂，过滤；其次将碳酸氢铵溶液和精制硫酸锰溶液反应生成碳酸锰，然后经洗涤、烘干、焙烧，得到比表面大于20m2/g的四氧化三锰。
2、根据权利要求1的方法，其特征在于：硫酸锰溶液是由软锰矿制得。
3、根据权利要求1的方法，其特征在于：用有机高分子絮凝剂使硫酸锰溶液中的二氧化硅微粒及其他悬浮物形成较大絮团，过滤除去。
4、根据权利要求1的方法，其特征在于：有机高分子絮凝剂为丙烯酸或丙烯酸盐的聚合物。
5、根据权利要求1的方法，其特征在于：碳酸锰的合成是将饱和碳酸氢铵溶液加入到一定浓度精制的硫酸锰溶液中，同时加入抑制剂使钙、镁等金属离子保留在母液中，而锰离子则沉淀为碳酸锰。
6、根据权利要求5的方法，其特征在于：抑制剂为有机膦羧酸或其盐的共聚物。
7、根据权利要求1、5的方法，其特征在于：硫酸锰溶液浓度为100～400g/l。
8、根据权利要求1的方法，其特征在于：碳酸锰焙烧时间为1-2小时，焙烧温度为950℃～1050℃。
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