DE69315935T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von magnetischen metallischen Teilchen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von magnetischen metallischen Teilchen

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine kontinuierliche Herstellung magnetischer metallischer Teilchen, die für magnetische Aufzeichnungen von Nutzen sind.
  • Die neuere Entwicklung verschiedener Aufzeichnungssysteme ist beachtlich, und dabei ist der Fortschritt in der Reduktion von Größe und Gewicht einer magnetischen Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung bedeutend. Mit diesem Fortschritt wurde bei den magnetischen Aufzeichnungsmedien, z. B. bei Magnetbändern und Magnetplatten, in zunehmendem Maße höhere Leistung gefordert.
  • Um solche Forderungen an die magnetischen Aufzeichnungen zu erfüllen, werden magnetische Teilchen mit einer hohen Koerzitivkraft und einer hohen Sättigungsmagnetisierung ( s) erforderlich. Normalerweise wurden als magnetische Teilchen für magnetische Aufzeichnungen nadelförmiges Magnetit und Maghemit oder das sogenannte "Kobalt enthaltende Eisenoxid" verwendet, das durch Modifizieren dieser magnetischen Eisenoxidteilchen mit Kobalt hergestellt wurde. Für die Erzeugung eines magnetisch stärkeren Ausgabemediums wurden zunehmend ferromagnetische metallische Teilchen mit einer höheren Koerzitivkraft und einer Sättigungsmagnetisierung, d. h. die sogenannten "magnetischen metallischen Teilchen", verwendet.
  • Solche magnetische metallische Teilchen werden normalerweise durch thermisches Reduzieren von Eisenverbundteilchen auf der Basis von nadelförmigem Eisen-Sauerstoff-Hydroxid (iron oxyhydroxide) oder Eisenoxid zu metallischem Eisen in einer Umgebung von Reduktionsgas, z. B. in einer Wasserstoff- Gasströmung, hergestellt. Bei diesem Verfahren werden die nadelförmigen Teilchen, die als Anfangsmaterial verwendet werden, reduziert, um die sogenannten "Skelett-Teilchen" (skeleton particles) zu bilden, während ihre ursprüngliche Form erhalten bleibt. Diese Skelett-Teilchen weisen feine, kleine Teilcheneinheiten auf, nämlich Kristallite, wobei die kleinen Teilcheneinheiten miteinander verbunden sind und eine Skelettstruktur bilden. Da diese Reduktionsreaktion bei einer hohen Temperatur durchgeführt wird, verbessert sich die Teilchen-Kristallinität, und die Sättigungsmagnetisierung der magnetischen metallischen Teilchen steigt. Jedoch führt eine solch hohe Temperaturreduzierung zu einem Zusammenbruch der nadelförmigen Form der Skelett-Teilchen und einem gegenseitigen Sintern der Skelett-Teilchen, was das Problem einer Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften, wie z. B. der Koerzitivkraft und des Rechteckigkeitsverhältnisses ( r/ s) der magnetischen metallischen Teilchen, aufwirft. Um magnetische metallische Teilchen mit zufriedenstellender Leistungsfähigkeit zu erhalten, ist es daher notwendig, das Problem zu lösen, die nadelförmige Form der Ausgangsmaterial-Teilchen beim Herstellen der gewünschten magnetischen metallischen Teilchen beizubehalten.
  • Traditionell sind verschiedene Verfahren einer Reduktion vorgeschlagen worden, um dieses Problem zu lösen, einschließlich 1) dem Verfahren, bei dem eine Reduktion durchgeführt wird, indem nach der Granulation zu Kügelchen einer Maschenweite von 6 bis 250 ein Fluid-Bett-Reduktionsofen verwendet wird (JP-A-174509/1983), 2) dem Verfahren, bei dem eine Reduktion durchgeführt wird, indem ein Reaktor verwendet wird, der mit einem Flügelrad-Rotor ausgestattet ist (JP-A-157214/1980), 3) dem Verfahren, bei dem eine Wasserstoff-Reduktion durchgeführt wird, indem ein Festbett-Reaktor verwendet wird (JP-B-48563/1985), 4) dem Verfahren, bei dem eine Wasserstoff-Reduktion durchgeführt wird, indem nach der Granulation zu 0,5 bis 30 mm-Kügelchen ein zylindrischer Reduktionsofen verwendet wird (JP-B-52442/1989, US-A-4,400,337), und 5) dem Verfahren, bei dem eine Reduktion durchgeführt wird, indem nach der Granulation zu kugelförmigen Kügelchen von 1 bis 10 mm Größe ein Rotations-Verbrennungsofen verwendet wird (JP-A- 197506/1984). Die Patentauszüge von Japan, Band 7, Nr. 217 (M-245) (1362), 27. September 1983 & JP-A-58 110 601 beschreiben einen bandartigen Reduzier-Brennofen für Metallstaub und die Betriebsweise desselben.
  • EP-A-0041142 offenbart ein Verfahren zur Herstellung ferromagnetischer nadelförmiger, im wesentlichen aus Eisen bestehender Teilchen. Die Teilchen auf der Grundlage von Eisenoxid oder Eisen-Sauerstoff-Hydroxid werden in einem Flüssigbett-Reaktor in einem schubweisen Verfahren reduziert.
  • Von diesen Verfahren haben die Reduktionsverfahren 1) und 2) Nachteile durch die Verschlechterung der magnetischen Eigenschaft wegen der gesteigerten Ansammlung der Skelett- Teilchen als Ergebnis von gegenseitigem Kontakt oder Kollision der Tröpfchen und wegen Staubaustritt aus dem Reaktor.
  • Die Festbett-Reduktionsverfahren 3) und 4) bieten Lösungen für die obigen Probleme, aber diese Verfahren haben folgende Nachteile: Die Wasserstoff-Reduktionsreaktion von Eisenoxid verläuft in zwei Stufen, welche durch folgende Formeln dargestellt werden:
  • 3Fe&sub2;O&sub3; +H&sub2; T 2Fe&sub3;O&sub4; + H&sub2;O (1)
  • Fe&sub3;C&sub4; + 4H&sub2; T 3Fe + 4 H&sub2;O (2)
  • In dem Festbett hat der obere Teil der Schicht einen höheren Dampf-Teildruck, weil der auf diese Reaktion hin gebildete Dampf als Ausgangsmaterial-Teilchenschichthöhe(Schichtdicke-) Zunahme angesammelt wird. Dieser Dampf beschleunigt das Wachstum der Kristallite, welche die nadelförmigen Skelett-Teilchen ausmachen. Wenn das Format des Kristallits zu groß ist, findet die Verformung der nadelförmigen Form und eine gegenseitige Sinterung der Skelett-Teilchen statt. Somit werden, während die Schichthöhe ansteigt, die magnetischen Eigenschaften der erzielten Teilchen verschlechtert. Außerdem nimmt die Reduktions-Reaktionsgeschwindigkeit, während die Schichthöhe ansteigt, unter dem zusätzlichen Einfluß des entstandenen Dampfes ab, weil die Reaktion (2) umkehrbar ist, was zu einer ungleichmäßigen Reduktion führt. Obwohl durch Verringerung des Verhältnisses der Schichthöhe zu dem Turmdurchmesser des Festbettes gleichförmige magnetische metallische Teilchen mit ausgezeichneten magnetischen Eigenschaften erzielt werden können, ist eine solche schubweise Festbett-Reduktion für eine industrielle Anwendung wegen sehr schlechter Produktivität ungeeignet.
  • Bei dem Reduktionsverfahren 5) ist der Kontakt zwischen einem Reduktionsgas und einem zu reduzierenden Material unzureichend, weil das Reduktionsgas oberhalb der Materialschicht strömt, so daß die Reduktionszeit länger ist als bei den Verfahren 1) bis 3). Dies führt zu dem Problem, daß eine Tendenz zu einer morphologischen Änderung der nadelförmigen Skelett- Teilchen und gegenseitigen Sinterung der Teilchen auftritt.
  • Es besteht daher die Notwendigkeit zur Entwicklung eines Verfahrens und einer Vorrichtung für eine kontinuierliche Massenproduktion der magnetischen metallischen Teilchen mit ausgezeichneten magnetischen Eigenschaften durch Verhindern morphologischer Änderungen in den Teilchen und gegenseitiger Sinterung der Teilchen beim Produzieren solch feiner magnetischer metallischer Teilchen in einem industriellen Maßstab bei einem hohen Wirkungsgrad.
  • Auch sind die durch einen solchen Reduktionsprozeß gewonnenen magnetischen metallischen Teilchen chemisch nicht stabil, werden an der Umgebungsluft der Oxidation unterworfen und haben daher mit der Zeit einen Nachteil bezüglich der Verschlechterung der magnetischen Eigenschaft. Um diesen Nachteil zu beseitigen, sind verschiedene Versuche mit Vorschlägen für unterschiedliche Verfahren gemacht worden, um die magnetischen metallischen Teilchen durch zusätzliches Bilden einer Oxidationsschicht auf deren Oberfläche zu stabilisieren, die, wie oben beschrieben, durch eine thermische Reduktion gewonnen wurden.
  • Ein herkömmliches Verfahren zur Stabilisierung der magnetischen metallischen Teilchen ist die sogenannte Flüssigphasen-Oxidation (z. B. in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 128202/1985), bei welcher die zu stabilisierenden magnetischen metallischen Teilchen in ein Lösungsmittel gehängt werden und in die Suspension ein Oxidationsgas gesprüht wird Dieses Verfahren hat jedoch Nachteile, wie z. B. eine ungünstige Wirkung des oxidierten Lösungsmittels auf das Beschichten und auf die Handhabung des Lösungsmittels bezüglich Sicherheitsmaßnahmen. Ein weiteres Verfahren ist die sogenannte Gasphasen-Oxidation (z. B. in der geprüften japanischen Patent-Veröffentlichung Nr. 14081/1984), in welcher durch Verwendung eines Gases mit angepaßtem Sauerstoff-Partialdruck in einer Gasphase eine Oxidschicht gebildet wird. Dieses Gasphasen-Oxidationsverfahren ist zur Zeit üblich.
  • Bei einer solchen Gasphasen-Oxidation wird oft ein Fluid- Bett verwendet, welches guten Kontakt zwischen Gas und Festkörper bietet (z. B. in der geprüften japanischen Patent- Veröffentlichung Nr. 14081/1984 und den japanischen Patent- Offenlegungsschriften Nr. 110701/1984 und Nr. 192103/1990). Das Gasphasen-Oxidationsverfahren, das ein Flüssigbett verwendet, hat jedoch Nachteile durch Verschlechterung der magnetischen Eigenschaft wegen der unterstützten Anhäufung von Teilchen als Ergebnis eines gegenseitigen Kontakts oder Zusammenstoßes der Kügelchen und wegen des Staubaustritts aus dem Reaktor.
  • Andererseits können die obigen Nachteile beseitigt werden, wenn in einem stationären Zustand der zu stabilisierenden magnetischen metallischen Teilchen, d. h. in einem Festbett, eine Gasphasen-Oxidation möglich ist. Dieses Verfahren zur Stabilisierung hat jedoch folgende Nachteile: Die Sättigungsmagnetisierung ( s) der magnetischen metallischen Teilchen nimmt nach einer Gasphasen-Oxidation ab, wobei der Grad dieser Abnahme lediglich von der Temperatur der Gasphasen- Oxidation abhängt. Wenn eine Gasphasen-Oxidation unter Verwendung eines Festbettes durchgeführt wird, sammelt sich die Wärme der Reaktion, welche durch die Oxidationsreaktion erzeugt wird, lokal und erwärmt nur diesen Teil auf eine hohe Temperatur, was zu einer übermäßigen Abnahme der Sättigungsmagnetisierung führt, und es bildet sich infolge der Gasströmungs-Kanalbildung ein nicht oxidierter Teil. Folglich zeigen die erzielten magnetischen metallischen Teilchen eine sehr breite Schwankung der Sättigungsmagnetisierung. In manchen Fällen wird auf die Exposition in der Umgebungsluft hin der nicht oxidierte Teil durch eine schnelle Oxidationsreaktion heiß oder entzündet sich, was die notwendige Koerzitivkraft und Sättigungsmagnetisierung wesentlich verschlechtern kann. Darüber hinaus wird eine solche lokale Ansammlung an Wärme durch die Reaktion und die Gasströmungs-Kanalbildung wahrscheinlicher stattfinden, wenn die Schichthöhe auf dem Festbett zunimmt. Aus diesem Grund können die magnetischen metallischen Teilchen mit einer gleichförmigen Oxidschicht durch Senken des Verhältnisses der Schichthöhe zu dem Turmdurchmesser des Festbettes erzielt werden. Eine solche ratenweise Festbett-Gasphasenoxidation ist jedoch für eine industrielle Anwendung wegen der sehr schlechten Produktivität ungeeignet.
  • Folglich besteht eine Notwendigkeit für die Entwicklung eines Verfahrens und einer Vorrichtung für eine kontinuierliche Massenproduktion magnetischer metallischer Teilchen in einem industriellen Maßstab bei einem hohen Wirkungsgrad, die eine gleichmäßige Oxidschicht und keine Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften aufweisen sowie frei von Unebenheiten sind, besonders bei der Sättigungsmagnetisierung auf die Stabilisierung durch eine Gasphasen-Oxidation hin.
  • Die erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren für eine kontinuierliche Massenproduktion von magnetischen metallischen Teilchen mit ausgezeichneten magnetischen Eigenschaften in einem industriellen Ausmaß bei einer hohen Wirtschaftlichkeit bereitzustellen, indem eine Teilchenverformung und eine gegenseitige Sinterung der Teilchen in einem Reduktionsprozeß für die Herstellung der magnetischen metallischen Teilchen verhindert wird.
  • Die zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Vorrichtung zu schaffen, welche in geeigneter Weise für den Reduktionsprozeß verwendet wird, um die erste Aufgabe zu lösen.
  • Die dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren für eine kontinuierliche Massenproduktion von magnetischen metallischen Teilchen mit einer gleichförmigen Oxidschicht und ausgezeichneten magnetischen Eigenschaften in einem industriellen Ausmaß bei einer hohen Wirtschaftlichkeit bereitzustellen, indem eine Teilchenverformung und eine gegenseitige Sinterung der Teilchen in einem Reduktionsprozeß verhindert wird, und indem außerdem eine Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften und eine Ungleichmäßigkeit der Eigenschaften besonders bezüglich der Sättigungsmagnetisierung nach der Oxidation in einem Stabilisierungsprozeß für die Produktion magnetischer metallischer Teilchen verhindert wird.
  • Die vierte Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche für die Herstellung magnetischer metallischer Teilchen verwendet wird, um die dritte Aufgabe zu lösen.
  • Die fünfte Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren für eine kontinuierliche Massenproduktion von magnetischen metallischen Teilchen mit einer gleichförmigen Oxidschicht und ausgezeichneten magnetischen Eigenschaften in einem industriellen Ausmaß bei einer hohen Wirtschaftlichkeit bereitzustellen, indem einer Eisenverbindung auf der Basis von Eisen-Sauerstoff-Hydroxid in einem thermischen Dehydratisierungsprozeß thermisch Wasser entzogen wird, indem eine Teilchenverformung und eine gegenseitige Sinterung der Teilchen in einem Reduktionsprozeß verhindert wird, und indem außerdem eine Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften und eine Ungleichmäßigkeit der Eigenschaften, besonders bezüglich der Sättigungsmagnetisierung nach der Oxidation in einem Stabilisierungsprozeß für die Produktion magnetischer metallischer Teilchen verhindert wird.
  • Die sechste Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche für die Herstellung magnetischer metallischer Teilchen verwendet wird, um die fünfte Aufgabe zu lösen.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben daran gearbeitet, um die obigen Aufgaben zu lösen, und sie haben herausgefunden, daß magnetische metallische Teilchen mit ausgezeichneten magnetischen Eigenschaften ohne Teilchenverformung und gegenseitige Sinterung der Teilchen in einem industriellen Ausmaß und bei einer hohen Wirtschaftlichkeit kontinuierlich gefertigt werden können, indem eine Reduktionsreaktion in einem Gasstromreaktor durchgeführt wird, der mit einem gasdurchlässigen Band ausgerüstet ist, und sie haben außerdem herausgefunden, daß magnetische metallische Teilchen mit ausgezeichneten magnetischen Eigenschaften und einer gleichformigen Oxidschicht in einem industriellen Ausmaß mit einer hohen Wirtschaftlichkeit kontinuierlich hergestellt werden können, indem durch Verwendung des gleichen Gasstromreaktors mit einem gasdurchlässigen Band, wie es in dem Reduktionsprozeß verwendet wurde, eine thermische Gasphasen-Oxidation in einem Stabilisierungsprozeß durchgeführt wird. Die vorliegende Erfindung ist aufgrund der obigen Feststellungen abgeschlossen worden.
  • Die Aufgaben sind mit den Merkmalen der Patentansprüche gelöst worden.
  • Die vorliegende Erfindung wird aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den anhängenden Zeichnungen, welche nur als Beispiel gedacht sind und daher die vorliegende Erfindung nicht begrenzen sollen, besser verständlich werden, wobei:
  • Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines Beispiels der Herstellungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist;
  • Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie II - II von Fig. 1 ist;
  • Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie I - I von Fig. 1 ist;
  • Fig. 4 eine schematische Ansicht der Herstellungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist;
  • Fig. 5 eine schematische Zeichnung der Herstellungsvorrichtung ist, in welcher der Reduktionsprozeß mit dem Stabilisierungsprozeß verbunden ist;
  • Fig. 6 eine schematische Zeichnung der Herstellungsvorrichtung ist, in welcher die Prozesse Dehydratisierung, Reduktion und Stabilisierung in dieser Reihenfolge hintereinander verbunden sind.
  • Die Bezugszahlen in den Figuren 1 bis 6 kennzeichnen die folgenden Elemente:
  • Element 1 ist ein Reaktor, Element 2 ist eine Gas- Dispersionsplatte, Element 3 ist ein Band, Element 4 ist ein elektrischer Heizkörper, Element 5 ist ein Wärme- Isoliermaterial, Element 6 ist ein Einlaß für ein Gas (ein Reduktionsgas, ein Sauerstoff enthaltendes Gas oder ein nicht- reduzierendes Gas), Element 7 ist ein Auslaß für ein Gas (ein Reduktionsgas, ein Sauerstoff enthaltendes Gas oder ein nicht- reduzierendes Gas), Element 8 ist ein Einlaß für ein zu behandelndes Material (ein zu reduzierendes Material, ein zu stabilisierendes Material oder ein zu entwässerndes Material), Element 9 ist ein Auslaß für ein bearbeitetes Material (ein reduziertes Material, ein stabilisiertes Material oder ein entwässertes Material), Element 10 ist eine Dicken- Einstellplatte, Element 11 ist eine Band-Antriebswalze, Element 12 ist eine Walzen-Antriebswelle, Element 13 ist ein Material-Feeder, Element 14 ist ein Material-Einfülltrichter, Element 15 ist ein Produkt-Einfülltrichter, Element 16 ist ein Einlaß für ein Stickstoff-Reinigungsgas, Element 17 ist ein Auslaß für ein Stickstoff-Reinigungsgas, Element 18 ist ein Einlaß für ein Stickstoff-Reinigungsgas, Element 19 ist ein Auslaß für ein Stickstoff-Reinigungsgas, Element 20 ist eine Wellendichtung, Element 21 ist ein Antriebsmotor, Element 22 ist eine Gas-Abdichtwand, Element 40 ist ein Reaktor, Element 41 ist ein Förderband, Element 42 ist eine Gas- Dispersionsplatte, Element 43 ist eine Erwärmungseinrichtung, Element 44 ist ein Einlaß für ein Gas (ein Reduktionsgas, ein Sauerstoff enthaltendes Gas oder ein nicht-reduzierendes Gas), Element 45 ist ein Auslaß für ein Gas (ein Reduktionsgas, ein Sauerstoff enthaltendes Gas oder ein nicht-reduzierendes Gas), Element 46 ist ein Einlaß für ein zu behandelndes Material (ein zu reduzierendes Material, ein zu stabilisierendes Material oder ein zu entwässerndes Material), Element 47 ist ein Auslaß für ein bearbeitetes Material (ein reduziertes Material, ein stabilisiertes Material oder ein entwässertes Material), Element 51 ist ein thermischer Dehydratisierungsreaktor, Element 52 ist ein thermischer Reduktionsreaktor, Element 53 ist ein thermischer Gasphasen-Oxidationsreaktor, Element 54 ist ein Material-Einfülltrichter (ein Einfülltrichter für ein granuliertes Ausgangsmaterial), Element 55 ist ein Material-Feeder, Element 56 ist ein Produkt-Einfülltrichter (ein Einfülltrichter für ein entwässertes Material), Element 57 ist ein Material-Einfülltrichter (ein Einfülltrichter für ein entwässertes Material), Element 58 ist ein Material-Feeder, Element 59 ist ein Produkt- Einfülltrichter (ein Einfülltrichter für ein reduziertes Material), Element 60 ist ein Material-Einfülltrichter (ein Einfülltrichter für ein reduziertes Material), Element 61 ist ein Material-Feeder, Element 62 ist ein Produkt-Einfülltrichter (ein Einfülltrichter für ein stabilisiertes Material), Element 63 ist ein Material-Zufuhrventil, Element 64 ist ein Material-Zufuhrventil, Element 65 ist ein Einlaß für nicht-reduzierendes Gas, Element 66 ist ein Auslaß für nicht- reduzierendes Gas, Element 67 ist ein Einlaß für Reduktionsgas, Element 68 ist ein Auslaß für Reduktionsgas, Element 69 ist ein Einlaß für Sauerstoff enthaltendes Gas, Element 70 ist ein Auslaß für Sauerstoff enthaltendes Gas, Element 71 ist ein Einlaß für ein zu entwässerndes Material, Element 72 ist ein Auslaß für ein entwässertes Material, Element 73 ist ein Einlaß für ein zu reduzierendes Material, Element 74 ist ein Auslaß für ein reduziertes Material, Element 75 ist ein Einlaß für ein zu stabilisierendes Material, Element 76 ist ein Auslaß für ein stabilisiertes Material (Produkt), Element 77 ist ein Einlaß für ein Stickstoff-Reinigungsgas und Element 78 ist ein Auslaß für ein Stickstoff-Reinigungsgas.
  • In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachfolgend die in dem Reduktionsprozeß für die Herstellung magnetischer metallischer Teilchen verwendete Vorrichtung mit Verweis auf Fig. 4, welche eine schematische Ansicht derselben darstellt, beschrieben.
  • Ein Reaktor 40 ist ein geschlossener, horizontaler Behälter mit einem Einlaß 44 für ein Reduktionsgas, einem Auslaß 45 für ein Reduktionsgas, einem Einlaß 46 für ein zu reduzierendes Material und einem Auslaß 47 für ein reduziertes Material. Um den Reaktor 40 herum ist eine Erwärmungseinrichtung 43 angeordnet.
  • Es kann eine beliebige Erwärmungseinrichtung ohne Einschränkung verwendet werden, solange sie das zu reduzierende Material auf eine Reduktionstemperatur erwärmen kann. Z. B. können Verbrennungsöfen und elektronische Brennöfen verwendet werden. In der vorliegenden Erfindung ist eine Wärmeisolierung mittels eines Wärme-Isoliermaterials usw. vorgesehen, um die Reduktionstemperatur in dem Reaktor 40 konstant zu halten.
  • Der Reaktor weist ein Förderband 41 zum Transportieren des zu reduzierenden granulierten Materials auf. Es kann irgend eine Art von Band ohne Einschränkung verwendet werden, solange es z. B. ein gasdurchlässiges Endlosband mit einer Maschenweite ist, bei der das zu reduzierende granulierte Material festgehalten werden kann, und mit einem Öffnungsverhältnis, bei dem der Reduktionsgas-Druckabfall verringert werden kann, während das Gas durch die Maschen des Bandes strömt. Solche Bänder umfassen Maschendrahtbänder und perforierte Flachbänder. In der vorliegenden Erfindung werden Kügelchen verwendet, die größer sind als die zu reduzierenden Eisenverbundteilchen, d. h. die zu reduzierenden Kügelchen, die durch Granulation der Eisenverbundteilchen präpariert sind (hier nachfolgend auch als "zu reduzierendes granuliertes Material" bezeichnet), um das zu reduzierende Material auf einem gasdurchlassigen Band zurückzuhalten, nämlich das Material vor einem Verwirbeln auf dem Band durch eine Gasströmung und einem miteinander in Kontakt Kommen zu bewahren, und außerdem das Material an einem Verstreutwerden zu hindern.
  • Jeder Antrieb zum Bewegen des Bandes ist ohne Einschränkung möglich, wobei ein Motor bevorzugt wird, dessen Umdrehungsgeschwindigkeit variabel ist.
  • Der Reaktor enthält eine Gas-Dispersionsplatte 42 zum gleichförmigen Verteilen und Zuführen des Reduktionsgases, das über den Einlaß 44 für ein Reduktionsgas zu der oben beschriebenen Bandoberfläche geführt wird, auf welche das zu reduzierende granulierte Material gebracht wird. Die Gas- Dispersionsplatte kann verschiedene Formen aufweisen, einschließlich einer perforierten Platte, einer gesinterten Metallplatte und jene aus einer Art Maschendraht und einer kappenartigen Form. Obwohl die Gas-Dispersionsplatte über einer Band-Oberseite angeordnet sein kann, auf welchem das zu reduzierende granulierte Material angeordnet ist, oder unter einer Band-Unterseite, ist es besser, diese zwischen der Band- Oberseitenfläche, auf welcher das zu reduzierende granulierte Material angeordnet ist, und der Band-Unterseite anzuordnen, wie in Fig. 4 gezeigt ist, da eine Gasabdichtung einfach ist. In diesem Fall kann entsprechend der effektiven Reduktionslänge des Bandes eine einfache Gas-Dispersionsplatte angeordnet werden, oder es können mehrere Gas-Dispersionsplatten in Richtung des Bandlaufs hintereinander angeordnet werden. Das Reduktionsgas wird vorzugsweise einer Gas-Dispersionsplatte 42 zugeführt, indem z. B. ein Gebläse mit einem Ausströmdruck verwendet wird, der höher ist als der Druckabfall der Gasströmung durch die Gas-Dispersionsplatte, das Band und die zu reduzierende granulierte Materialschicht, usw.
  • Die Herstellungsvorrichtung für den Reduktionsprozeß der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise mit einer geeigneten Gasabdichtkonstruktion ausgestattet, um sicherzustellen, daß eine effektive Strömung des Reduktionsgases, das von der Gas- Dispersionsplatte kommt, durch die Bandoberfläche stattfindet, ohne über die Seiten (Kanten) des Bandes hinaus zu strömen. Solche Konstruktionen einschließlich derjenigen, bei welcher an den Seiten der Gas-Dispersionsplatte und dem Band eine Abdichtwand angeordnet ist, und der Konstruktion, bei welcher die Seiten der Gas-Dispersionsplatte und des Bandes und die Seitenwand des Reaktors direkt in Kontakt stehen.
  • Als nächstes wird nachfolgend der Reduktionsprozeß in dem Verfahren für die Herstellung magnetischer metallischer Teilchen unter Verwendung einer solchen Vorrichtung beschrieben.
  • Der Reduktionsprozeß in der vorliegenden Erfindung ist ein Prozeß zur thermischen Reduktion von Eisenverbundteilchen auf der Basis von Eisen-Sauerstoff-Hydroxid oder Eisenoxid in magnetische metallische Teilchen auf der Basis von metallischem Eisen mit einem Reduktionsgas, wobei das zu reduzierende granulierte Material kontinuierlich auf das gasdurchlässige Band gebracht wird und das Material, das transportiert wird, durch das Strömen des Reduktionsgases kontinuierlich thermisch reduziert wird.
  • Dieser Prozeß wird hier nachfolgend mit Verweis auf Fig. 4 beschrieben. Das Reduktionsgas wird über den Einlaß 44 für Reduktionsgas zugeführt. Es wird dann verteilt und von der Gas-Dispersionsplatte 42 zu der Oberfläche des gasdurchlässigen Bandes gebracht, dringt durch die Öffnungen in dem Band und wird durch den Auslaß 45 abgeleitet. Während das Reduktionsgas, wie oben erwähnt, durch das Band strömt, wird der Reaktor 40 innen durch eine Erwärmungseinrichtung 43 auf eine vorgegebene Reduktionstemperatur erwärmt. Das über den Einlaß 44 für Reduktionsgas eingeführte Reduktionsgas kann auch durch einen externen Wärmetauscher (nicht gezeigt) usw. erwärmt werden. Andererseits wird das zu reduzierende granulierte Material kontinuierlich über den Einlaß 46 für ein zu reduzierendes Material auf das Band gebracht, und während des Transports des Materials in Richtung des Pfeils A in Fig. 4 mit Hilfe des Förderbands 41 dringt das Reduktionsgas durch die zu reduzierende Materialschicht und führt eine kontinuierliche thermische Reduktion durch. Das erzielte reduzierte Material wird über den Auslaß 47 für reduziertes Material zurückgewonnen.
  • Das zu reduzierende Material der vorliegenden Erfindung besteht aus Eisenverbundteilchen auf der Basis von Eisen-Sauerstoff-Hydroxid oder Eisenoxid. Besonders die Eisenverbundteilchen weisen überwiegend Eisen-Sauerstoff-Hydroxid oder Eisenoxid auf. Die Eisen-Sauerstoff-Hydroxide enthalten α-FeOOH, β-FeOOH und γ-FeOOH. Die Eisenoxide enthalten α- Fe&sub2;O&sub3;, γ-Fe&sub2;O&sub3; und Fe&sub3;O&sub4;. Diese Eisen-Sauerstoff-Hydroxide und Eisenoxide können mit Elementen wie Kobalt, Zink Kupfer, Chrom, Nickel, Silizium, Aluminium, Zinn und Titan ergänzt werden. Das zu reduzierende Material ist keiner morphologischen Einschränkung unterworfen, solange es nadelförmig ist. Besonders sind Formen wie Streifen, Spindeln und sich an den Enden verjüngende Teilchen, Reiskörner usw. geeignet. Besonders wenn feine, nadelförmige Teilchen mit einer Länge von höchstens 0,3 um und einem Achsenverhältnis von mindestens 5 verwendet werden, wird die Wirkung der vorliegenden Erfindung verbessert.
  • Aus den oben beschriebenen und anderen Gründen wird in der vorliegenden Erfindung ein solches zu reduzierendes Material granuliert und als granuliertes, zu reduzierendes Material verwendet. In diesem Fall ist es besser, Kügelchen mit einer durchschnittlichen Größe von mindestens 1 mm und höchstens 20 mm zu verwenden. Die granulierten Materialien von weniger als 1 mm werden verwirbelt, was zu Staubbildung oder einem Entweichen von dem Band führt, wenn das Reduktionsgas mit dem granulierten Material bei einer bevorzugten Gasströmungsgeschwindigkeit in Kontakt gebracht wird. Die granulierten Materialien über 20 mm verursachen eine schlechte Diffusion eines Wasserstoffgases und einen sich in dem granulierten Material bildenden Dampf, der zu einer ungleichmäßigen Reduktion führt.
  • Zur Granulation des zu verwendenden Materials werden bekannte Verfahren verwendet, einschließlich der Trommel-Granulation, der Wirbel-Granulation, der Extrudier-Granulation und der Zertrümmerungs-Granulation.
  • Reduktionsgase, die verwendet werden können, umfassen ein reines Wasserstoffgas, ein CO-Gas und deren Gemische mit wirkungslosen Komponenten, mit Priorität für das reine Wasserstoffgas.
  • Je nach den Abweichungen der Größe des zu reduzierenden granulierten Materials ist die Gasströmungsgeschwindigkeit vorzugsweise mindestens 10 cm/sec, besser mindestens 30 cm/sec und noch besser mindestens 50 cm/sec einer linearen Gasgeschwindigkeit in ansteigender Richtung in einem rechten Winkel zu der Bandoberfläche. Die lineare Gasgeschwindigkeit ist wie die bei der Reduktionstemperatur erreichte. Wenn die lineare Gasgeschwindigkeit unter 10 cm/sec liegt, steigt der Partialdruck des durch die Reduktionsreaktion gebildeten Dampfes, und die Größe des Kristallits, welches die nadelförmigen Skelett-Teilchen bildet, wird zu groß, was zu einer Verformung der nadelförmigen Form und gegenseitigen Sinterung der Skelett-Teilchen führt, und die magnetischen Eigenschaften der erzielten magnetischen metallischen Teilchen verschlechtern sich.
  • Die Schichtdicke dieser zu reduzierenden granulierten Materialien auf dem Band ist normalerweise nicht größer als 25 cm, vorzugsweise höchstens 20 cm. Die übermäßigen Schichtdicken sind unerwünscht, weil die Größe des Kristallits der magnetischen metallischen Teilchen in dem oberen Teil der Schicht zu groß wird und die magnetischen Eigenschaften sich wegen einer Reduktion des oberen Teils mit einem Wasserstoffgas, welches einen in dem unteren Teil der Schicht sich bildenden vermehrten Dampf aufweist, verschlechtern. Die übermäßigen Schichtdicken sind auch unerwünscht, weil die Reduktionsgeschwindigkeit in dem oberen Teil der Schicht abnimmt, was zu einer ungleichmäßigen Reduktion führt. Dies geschieht, weil, wenn die Schichtdicke 25 cm übersteigt, der Effekt des Partialdrucks des Dampfes in dem oberen Teil der Schicht nicht unwesentlich wird, selbst wenn die lineare Wasserstoffgas-Geschwindigkeit über 10 cm/sec gesteigert wird, wie oben beschrieben wurde.
  • Die Reduktionstemperatur ist vorzugsweise 300 bis 700ºC, besser 350 bis 600ºC. Die Reduktionstemperaturen unter 300ºC sind unerwünscht, weil kein reduziertes Material mit ausgezeichneten magnetischen Eigenschaften für magnetische metallische Teilchen erzielt wird. Die Reduktionstemperaturen über 700ºC sind unerwünscht, weil die nadelförmige Form der Skelett-Teilchen zusammenbricht, was zu verschlechterten magnetischen Eigenschaften führt.
  • Eine Retentionszeit in dem Reaktor, d. h. die Zeit (die Reduktionszeit) vom Zuführen des zu reduzierenden granulierten Materials auf das Band in dem Reaktor bis zum Ausscheiden des reduzierten Materials aus dem Auslaß ist normalerweise 0,5 bis 10 Stunden, vorzugsweise 1 bis 8 Stunden, je nach den obigen unterschiedlichen Bedingungen. Die Reduktionszeiten von weniger als 0,5 Stunden und die von mehr als 10 Stunden sind unerwünscht, weil die Reduktion in dem ersteren Fall unzureichend ist, und weil im letzteren Fall der Produktionswirkungsgrad gering ist, auch wenn es bei der Qualität der magnetischen metallischen Teilchen kein Problem gibt. Diese Retentionszeit kann durch Ändern der Band-Laufgeschwindigkeit durch Steuern des Antriebsmotors usw. eingestellt werden.
  • Durch die Verwendung des Reduktionsprozesses der vorliegenden Erfindung können die magnetischen metallischen Teilchen mit ausgezeichneten magnetischen Eigenschaften kontinuierlich in großer Menge in einem industriellen Maße mit hohem Wirkungsgrad produziert werden, während eine Teilchenverformung und eine gegenseitige Sinterung der Teilchen während des Herstellungsprozesses verhindert wird.
  • Die so erzielten magnetischen metallischen Teilchen werden vorzugsweise durch eine Oberflächenoxidation mit den herkömmlichen Verfahren stabilisiert. Dies kann z. B. durch Eintauchen der magnetischen metallischen Teilchen in Toluol und anschließender Lufttrocknung derselben erreicht werden. In der vorliegenden Erfindung ist es besonders vorzuziehen, einen Stabilisierungsprozeß durch eine thermische Gasphasen-Oxidation durchzuführen, wie nachfolgend beschrieben wird.
  • Die bei dem Stabilisierungsprozeß verwendete Vorrichtung für die Herstellung von magnetischen metallischen Teilchen ist nachfolgend mit Verweis auf Fig. 4, die zur Beschreibung des obigen Reduktionsprozesses verwendet wird, beschrieben. Folglich kann die hierin als Beispiel dienende Vorrichtung strukturell von derselben Art sein wie jene in dem oben beschriebenen Reduktionsprozeß verwendete. In dem Stabilisierungsprozeß wird ein Sauerstoff enthaltendes Gas anstelle eines Reduktionsgases verwendet. Die oben spezifizierten Beispiele können daher als vorzugsweise Beispiele der folgenden unterschiedlichen Elemente dienen.
  • Ein Reaktor 40 ist ein geschlossener, horizontaler Behälter mit einem Einlaß 44 für ein Sauerstoff enthaltendes Gas, einem Auslaß 45 für ein Sauerstoff enthaltendes Gas, einem Einlaß 46 für ein zu stabilisierendes Material und einem Auslaß 47 für ein stabilisiertes Material. Um den Reaktor ist eine Erwärmungseinrichtung 43 angebracht.
  • Wie in der Vorrichtung für den Reduktionsprozeß kann irgendeine Erwärmungseinrichtung ohne Einschränkung verwendet werden, solange sie das zu stabilisierende Material auf die Temperatur für eine thermische Gasphasen-Oxidation erwärmen kann. Z. B. kann eine Art Verbrennungsofen, eine Art elektrischer Ofen oder ein mantelartiger Ofen verwendet werden. In der vorliegenden Erfindung wird mit Hilfe eines Wärme-Isoliermaterials usw. eine Wärmeisolation erreicht, um die Temperatur für die thermische Gasphasen-Oxidation in dem Reaktor 40 konstant zu halten.
  • Der Reaktor besitzt ein Förderband 41 zum Transportieren des zu stabilisierenden Materials. Wie bei der Vorrichtung für den Reduktionsprozeß kann jede Art von Band ohne Einschränkung verwendet werden, solange es z. B. ein gasdurchlässiges Endlosband mit einer Maschenweite ist, bei der das zu stabilisierende granulierte Material zurückgehalten werden kann, und ein Öffnungsverhältnis aufweist, bei dem ein Druckabfall eines Sauerstoff enthaltenden Gases vermindert werden kann, während dieses durch die Öffnungen des Bandes strömt. Solche Bänder beinhalten Maschendrahtbänder und perforierte Plattenbänder. In der vorliegenden Erfindung wie in dem Reduktionsprozeß wird die Verwendung der zu stabilisierenden magnetischen metallischen Teilchen in der Form von granulierten Kügelchen bevorzugt (hier nachfolgend auch als zu stabilisierendes granuliertes Material bezeichnet), um das zu stabilisierende Material auf einem gasdurchlässigen Band zurückzuhalten, um nämlich zu verhindern, daß das Material auf dem Band durch Gasströmung verwirbelt wird und miteinander in Kontakt kommt, und um außerdem zu verhindern, daß das zu stabilisierende Material verstreut wird.
  • Wie bei der Vorrichtung für den Reduktionsprozeß ist der Antrieb zum Bewegen des Bandes keiner Einschränkung unterworfen, aber bevorzugt ein Motor, dessen Umdrehungsgeschwindigkeit regelbar ist.
  • Der Reaktor enthält eine Gas-Dispersionsplatte 42 für ein gleichförmiges Verteilen und Liefern des Sauerstoff enthaltenden Gases, welches durch den Einlaß 44 für ein Sauerstoff enthaltendes Gas eingeleitet wurde, zu der oben beschriebenen Bandoberfläche, auf welcher das zu stabilisierende granulierte Material angeordnet ist. Wie in der Vorrichtung für den Reduktionsprozeß kann die Gas-Dispersionsplatte unterschiedliche Formen aufweisen, z. B. die einer perforierten Platte, einer gesinterten Metallplatte, einer Art Maschendraht und einer Art Deckel. Obwohl die Gas-Dispersionsplatte über einer Band-Oberseite untergebracht sein kann, auf welcher das zu stabilisierende granulierte Material angeordnet ist, oder unter einer Band-Unterseite, sollte sie vorzugsweise zwischen der Band-Oberseite angeordnet werden, auf welcher das zu stabilisierende granulierte Material untergebracht ist, und der Band-Unterseite, wie in Fig. 4 gezeigt ist, weil da ein Gasverschluß einfach ist. In diesem Fall kann entsprechend der effektiven Gasoxidations-Reaktionslänge des Bandes eine einzelne Gas-Dispersionsplatte angeordnet werden, oder es können mehrere Gas-Dispersionsplatten hintereinander in Richtung der Bandbewegung angeordnet werden. Das Sauerstoff enthaltende Gas wird zu einer Gas- Dispersionsplatte 42 vorzugsweise durch Verwenden z. B. eines Gebläses mit einem Ausströmdruck, der größer als der Druckabfall der Gasströmung durch die Gas-Dispersionsplatte, das Band, die zu stabilisierende granulierte Materialschicht usw. ist, geliefert.
  • Die Vorrichtung für den Stabilisierungsprozeß ist vorzugsweise mit einer geeigneten Gasabdichtkonstruktion ausgestattet, um eine effektive Strömung von Sauerstoff enthaltendem Gas sicherzustellen, das von der Gas-Dispersionsplatte durch die Bandoberfläche kommt, ohne über die Seiten (Kanten) des Bandes hinaus zu strömen. Wie in der Vorrichtung für den Reduktionsprozeß enthalten solche Konstruktionen die Struktur, bei welcher an den Seiten der Gas-Dispersionsplatte und des Bandes eine Abdichtwand angeordnet ist, und die Struktur, bei welcher die Seiten der Gas-Dispersionsplatte und des Bandes mit der Seitenwand des Reaktors in engem Kontakt stehen.
  • Als nächstes wird nachfolgend der Stabilisierungsprozeß des Verfahrens für die Herstellung von magnetischen metallischen Teilchen durch Verwendung einer solchen Vorrichtung beschrieben.
  • Der Stabilisierungsprozeß ist gekennzeichnet als Prozeß zum Stabilisieren der magnetischen metallischen Teilchen auf der Basis von metallischem Eisen durch die thermische Gasphasen-Oxidation mit dem Sauerstoff enthaltenden Gas, wobei das zu stabilisierende granulierte Material kontinuierlich auf ein gasdurchlässiges Band gebracht wird, das in einem Gasstromreaktor eingebaut ist, und das transportierte Material durch die thermische Gasphasen-Oxidation mit dem Sauerstoff enthaltenden Gas kontinuierlich stabilisiert wird.
  • Dieser Prozeß wird nachfolgend mit Verweis auf Fig. 4 beschrieben. Das Sauerstoff enthaltende Gas wird über den Einlaß 44 für ein Sauerstoff enthaltendes Gas eingeleitet. Es wird dann verteilt und von der Gas-Dispersionsplatte 42 zu der Oberfläche des gasdurchlässigen Bandes geliefert, strömt durch Öffnungen in dem Band und wird durch den Auslaß 45 abgeleitet. Während das Sauerstoff enthaltende Gas, wie oben beschrieben, durch das Band strömt, wird der Reaktor 40 innen durch eine Erwärmungseinrichtung 43 auf eine bestimmte Temperatur für die thermische Gasphasen-Oxidation erwärmt. Ferner kann das durch den Einlaß 44 für Gas eingeleitete Sauerstoff enthaltende Gas durch einen externen Wärmetauscher (nicht gezeigt) usw. erwärmt werden. Andererseits wird das zu stabilisierende granulierte Material kontinuierlich über den Einlaß 46 für ein zu stabilisierendes Material auf das Band gebracht, und während des Transportierens des granulierten Materials mit Hilfe des Förderbands 41 in Richtung von Pfeil A in Fig. 4 tritt das Sauerstoff enthaltende Gas durch die zu stabilisierende Materialschicht und führt durch die thermische Gasphasen-Oxidation kontinuierlich eine Stabilisierung durch. Das erzielte stabilisierte Material wird durch den Auslaß 47 für stabilisiertes Material zurückgewonnen.
  • Das zu stabilisierende Material wird, wenn dies auch nicht besonders festgelegt ist, gewöhnlich durch eine thermische Reduktion unter Verwendung von Eisenverbundteilchen auf der Basis von Eisen-Sauerstoff-Hydroxid oder Eisenoxid wie das Ausgangsmaterial präpariert. Wie in dem Fall des oben erwähnten zu reduzierenden Materials sind die Eisenverbundteilchen auf der Basis von Eisen-Sauerstoff-Hydroxid oder Eisenoxid nicht einer morphologischen Einschränkung unterworfen, solange sie die nadelförmige Form besitzen. Formen wie Streifen, Spindeln, sich an den Enden verjüngende Teilchen, Reiskörner usw. sind besonders geeignet. Besonders wenn nadelförmige, feine Teilchen mit einer Länge von höchstens 0,3 um und einem Achsenverhältnis von mindestens 5 verwendet werden, wird die Wirkung der vorliegenden Erfindung verbessert.
  • In einem Stabilisierungsprozeß wird das zu stabilisierende Material (zu stabilisierende magnetische metallische Teilchen), das durch die thermische Reduktion der obigen Eisenverbundteilchen präpariert wurde, durch die thermische Gasphasen-Oxidation mit einem Sauerstoff enthaltenden Gas oxidiert und bildet auf der Oberfläche der magnetischen Teilchen eine Oxidschicht. Das Verfahren der thermischen Reduktion ist keiner Einschränkung unterworfen, und es kann irgendein bekanntes Verfahren verwendet werden, wobei dem Reduktionsprozeß, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, Priorität gegeben wird.
  • In der vorliegenden Erfindung wird aus den oben beschriebenen Gründen ein solches zu stabilisierendes Material granuliert und als granuliertes Material verwendet. Obwohl das zu stabilisierende granulierte Material keiner morphologischen Einschränkung unterworfen ist, ist es in diesem Fall vorzuziehen, das granulierte Material, wie in dem Reduktionsprozeß oben erwähnt, mit einer durchschnittlichen Größe von mindestens 1 mm und höchstens 20 mm zu verwenden. Das granulierte Material von weniger als 1 mm kann leicht verwirbelt werden, was zu Staubbildung oder einem Entweichen von dem Band führen kann, wenn das Sauerstoff enthaltende Gas mit dem granulierten Material bei einer bevorzugten Gasströmungsgeschwindigkeit in Kontakt gebracht wird. Das 20 mm übersteigende granulierte Material verursacht eine schlechte Diffusion des Sauerstoff enthaltenden Gases in dem granulierten Material, was zur Bildung einer unebenen Oxidschicht führt.
  • Für die Granulation des zu stabilisierenden Materials werden bekannte Verfahren der Granulation verwendet, einschließlich der Trommel-Granulation, der Fluid-Bett-Granulation, der Extrudier-Granulation und der Zertrümmerungs-Granulation.
  • Das Sauerstoff enthaltende Gas in der vorliegenden Erfindung kann ein Gasgemisch aus Sauerstoff oder Luft mit einem unwirksamen Gas sein. Ein unwirksames Gas ist als ein Gas definiert, welches in Bezug auf die magnetischen metallischen Teilchen unter den Kontakt-Bearbeitungsbedingungen im wesentlichen keine Reaktivität besitzt und wofür N&sub2;, He, Ne, Ar und CO&sub2; als Beispiel dienen, welche allein oder in Kombination verwendet werden können. Die Sauerstoffkonzentration in dem Gasgemisch ist vorzugsweise mindestens 100 ppm und höchstens 2500 ppm, besser mindestens 150 ppm und höchstens 2000 ppm. Die Sauerstoffkonzentrationen in dem Gasgemisch unter 100 ppm sind wegen der langen Zeit, die für die Stabilisierungsbehandlung erforderlich ist, industriell unerwünscht. Sauerstoffkonzentrationen, die 2500 ppm übersteigen, sind unerwünscht, weil eine drastische Oxidation auftritt, die zu einer erhöhten Reaktionstemperatur und einer Behinderüng der Retention einer konstanten Reaktionstemperatur führt.
  • In Abhängigkeit von der Größe des zu stabilisierenden granulierten Materials ist die Gasströmungsgeschwindigkeit vorzugsweise mindestens 5 cm/sec, besser mindestens 10 cm/sec und noch besser mindestens 15 cm/sec, und höchstens 100 cm/sec einer linearen Gasgeschwindigkeit in ansteigender Richtung in einem rechten Winkel zu der Bandoberfläche. Die lineare Gasgeschwindigkeit wird bei der Temperatur einer thermischen Gasphasen-Oxidation erreicht. Wenn die lineare Gasgeschwindigkeit unter 5 cm/sec liegt, ist es wegen der verringerten Wirkung einer Gasströmung, eine Reaktionswärme abzuleiten, schwierig, eine konstante Reaktionstemperatur beizubehalten, so daß die Reaktionswärme örtlich begrenzt akkumuliert wird, um einen partiell heißen Bereich zu erzeugen, welcher zu einer übermäßigen Reduktion der Sättigungsmagnetisierung führen kann. Auch führen Gasströmungs-Kanalbildungen wahrscheinlich dazu, daß nicht oxidierte Bereiche auftreten können. Folglich zeigen die gewonnenen magnetischen metallischen Teilchen unerwünschterweise eine sehr breite Schwankung bei der Sättigungsmagnetisierung. In manchen Fällen können als Folge einer Exposition gegenüber der Atmosphäre die nicht oxidierten Bereiche durch eine schnelle Oxidationsreaktion heiß werden oder sich entzünden, was zu einem wesentlichen Verlust der notwendigen Koerzitivkraft und Sättigungsmagnetisierung führen kann.
  • Die Schichtdicke des zu stabilisierenden granulierten Materials auf das Band ist normalerweise höchstens 30 cm, besser höchstens 25 cm. Dies ist so, weil die Schichtdicken über 30 cm wegen der lokalen Ansammlung der Reaktionswärme und der Gasströmungs-Kanalbildung zu einer ungleichmäßigen Entwicklung einer Oxidschicht führen können, selbst wenn die lineare Geschwindigkeit des Sauerstoff enthaltenden Gases, wie oben beschrieben, auf über 5 cm/sec erhöht wird.
  • Die Temperatur der thermischen Gasphasen-Oxidation ist vorzugsweise mindestens 40ºC und höchstens 150ºC, besser mindestens 50ºC und höchstens 130ºC, und noch besser mindestens 50ºC und höchstens 100ºC. Die Temperaturen der thermischen Gasphasen-Oxidation unter 40ºC führen zu einer unzureichenden Oberflächenoxidation, und das oxidierte Material entzündet sich bei einer Exposition in der Umgebungsluft. Die Temperaturen der thermischen Gasphasen-Oxidation, die 150ºC übersteigen, sind unerwünscht, weil eine übermäßige Oberflächenoxidation ein Erzielen einer hohen Sättigungsmagnetisierung behindert. Weil die Sättigungsmagnetisierung der magnetischen metallischen Teilchen nach der Stabilisierung durch die thermische Gasphasen-Oxidation nur von der Reaktionstemperatur abhängt, ist es außerdem notwendig, die Reaktionstemperatur in dem oben erwähnten Bereich entsprechend der gewünschten Sättigungsmagnetisierung gleichbleibend zu steuern. Hierbei bedeutet eine gleichbleibende Reaktionstemperatur eine bestimmte Temperatur ± 5ºC. Die Reaktionstemperaturschwankung über die ± 5ºC-Grenze hinaus behindert ein Gewinnen von magnetischen metallischen Teilchen mit der gewünschten Sättigungsmagnetisierung.
  • Eine Retentionszeit in dem Reaktor, d. h. die Zeit (die thermische Gasphasen-Oxidationszeit) vom Zuführen von zu stabilisierendem granuliertem Material auf das Band in dem Reaktor bis zum Ausscheiden des stabilisierten Materials aus dem Auslaß ist in Abhängigkeit von den obigen unterschiedlichen Bedingungen normalerweise 1 bis 20 Stunden, vorzugsweise 1,5 bis 18 Stunden. Die thermischen Gasphasen-Oxidationszeiten von unter 1 Stunde und von über 20 Stunden sind unerwünscht, weil die Stabilisierung in dem ersteren Fall unzureichend ist, und weil im letzteren Fall die Produktionsausbeute gering ist, wenn es auch bei der Qualität der magnetischen metallischen Teilchen keine Probleme gibt. In der vorliegenden Erfindung wird die thermische Gasphasen-Oxidation während einer bestimmten Zeitspanne der Retentionszeit durchgeführt, wie oben beschrieben wurde, und es ist eine im wesentlichen stationäre thermische Gasphasen-Oxidation möglich. Aus diesem Grund gibt es keine gegenseitige Kollision der Teilchen oder Staubbildung, und ein Kontakt zwischen dem zu stabilisierenden Material und dem Sauerstoff enthaltenden Gas ist gut, so daß die magnetischen metallischen Teilchen mit einer gleichförmigen Oxidschicht und ausgezeichneten magnetischen Eigenschaften hergestellt werden können.
  • Diese Retentionszeit kann im allgemeinen durch Verändern der Bandgeschwindigkeit durch Steuern des Antriebsmotors usw. verändert werden.
  • Das oben erwähnte Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung ermöglicht eine kontinuierliche Massenproduktion der magnetischen metallischen Teilchen mit einer gleichförmigen Oxidschicht und ausgezeichneten magnetischen Eigenschaften in einem industriellen Ausmaß bei einer hohen Wirtschaftlichkeit.
  • Durch die Verwendung des Herstellungsverfahrens und der Herstellungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist im wesentlichen eine stationäre Reduktion eines zu reduzierenden Materials auf einem Band möglich, und es werden eine gegenseitige Kollision der Teilchen und Staubbildung verhindert. Außerdem ist ein Kontakt zwischen dem Material und einem Reduktionsgas gut, und eine Verformung der nadelförmigen Form sowie eine gegenseitige Sinterung der Skelett-Teilchen wegen des Einflusses des erzeugten Dampfes kann vermieden und dabei ermöglicht werden, die magnetischen metallischen Teilchen mit ausgezeichneten magnetischen Eigenschaften herzustellen.
  • Bei dem Stabilisierungsprozeß ist auch eine im wesentlichen stationäre thermische Gasphasen-Oxidation eines zu stabilisierenden Materials auf einem Band ohne gegenseitige Kollision der Teilchen oder Staubbildung möglich, und es ist auch ein Kontakt zwischen dem Material und einem Sauerstoff enthaltenden Gas gut. Daher können die magnetischen metallischen Teilchen mit einer gleichförmigen Oxidschicht und ausgezeichneten magnetischen Eigenschaften hergestellt werden.
  • Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung des Herstellungsverfahrens und der Herstellungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung eine kontinuierliche Massenproduktion magnetischer metallischer Teilchen mit einer so hohen Qualität in einem industriellen Ausmaß bei hoher Wirtschaftlichkeit.
  • Da jeder der Reduktions- und Stabilisierungsprozesse, wie oben beschrieben, einzigartige Wirkungen besitzt, kann die vorliegende Erfindung mit jedem der folgenden Ausführungsbeispiele durchgeführt werden: (1) die Reduktion wird durch den Reduktionsprozeß der vorliegenden Erfindung durchgeführt, während die Stabilisierung mit einem herkömmlichen Verfahren geschieht, und (2) der Reduktionsprozeß der vorliegenden Erfindung und der Stabilisierungsprozeß der vorliegenden Erfindung werden kombiniert, wobei dem obigen Ausführungsbeispiel der Bedingung (2) Priorität gegeben wird.
  • Ein solches Ausführungsbeispiel (2) wird hier nachfolgend ausführlicher beschrieben. Fig. 5 ist eine schematische Zeichnung von einem Beispiel einer Vorrichtung, die für die Herstellung der magnetischen metallischen Teilchen gemäß dem Ausführungsbeispiel (2) geeignet ist.
  • Wie in Fig. 5 gezeigt, ist die Herstellungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung aus einer Serienschaltung eines thermischen Reduktionsreaktors 52 und eines thermischen Gasphasen-Oxidationsreaktors 53 aufgebaut, welche in dieser Reihenfolge angeordnet und über eine Materialtransporteinrichtung miteinander verbunden sind. Ein Einlaß 73 für ein zu reduzierendes Material des thermischen Reduktionsreaktors 52 ist direkt mit einer Materialtransporteinrichtung, wie z. B. einem Material-Feeder 58 verbunden, um das Material kontinuierlich in einen Material-Einfülltrichter 57 über dem Maschendrahtband in dem Reaktor zu füllen. Auf ähnliche Weise ist ein Einlaß 75 für ein zu stabilisierendes Material des thermischen Gasphasen-Oxidationsreaktors 53 direkt mit einem Material-Feeder 61 verbunden. Der Material-Feeder kann irgendein beliebiger aus verschiedenen bekannten Feederarten, wie z. B. Schnecken-Feeder, Rotationsfeeder und gitterartige Feeder, sein.
  • Mit den Auslässen 74 und 76 für bearbeitetes Material an jedem Reaktor sind die Produkt-Einfülltrichter 59 bzw. 62 verbunden, um das bearbeitete Material zurückzuerhalten. Das reduzierte Material wird von diesem Produkt-Einfülltrichter 59 über ein Material-Zufuhrventil 64 zu einem Material- Einfülltrichter 60 geliefert. Um einen direkten Kontakt des Gases, des zu bearbeitenden Materials und des bearbeiteten Materials mit der Umgebungsluft zu verhindern, und um ein gegenseitiges Mischen von Gasen, die in die Reaktoren strömen, zu verhindern, werden diese Material-Einfülltrichter 57 und 60 und diese Produkt-Einfülltrichter 59 und 62 darüber hinaus mit einem Stickstoffgas gereinigt.
  • Nachfolgend wird das Verfahren für die Herstellung der magnetischen metallischen Teilchen gemäß dem Ausführungsbeispiel (2) unter Verwendung einer solchen Herstellungsvorrichtung beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel werden Eisenverbundteilchen auf der Basis von Eisen-Sauerstoff-Hydroxid oder Eisenoxid zu einem zu reduzierenden Material mit einer durchschnittlichen Größe von 1 bis 20 mm granuliert. Dieses granulierte Material wird in den folgenden Prozessen (a) und (b) bearbeitet, indem ein Gasstromreaktor mit einem gasdurchlässigen Band verwendet wird.
  • Prozeß (a) : Das granulierte zu reduzierende Material wird kontinuierlich auf ein gasdurchlässiges Band geliefert, der in einem Gasstromreaktor eingebaut ist, und das transportierte Material wird mit einem Reduktionsgas kontinuierlich thermisch reduziert, um ein reduziertes Material zu erzeugen.
  • Prozeß (b): Das reduzierte Material (d. h. zu stabilisierendes granuliertes Material), das in dem obigen Prozeß (a) erzielt wurde, wird kontinuierlich auf ein gasdurchlässiges Band, das in einem Gasstromreaktor eingebaut ist, gebracht, und das transportierte Material wird durch eine thermische Gasphasen-Oxidation mit einem Sauerstoff enthaltenden Gas kontinuierlich stabilisiert.
  • Die Bearbeitungsbedingungen usw. in den jeweiligen Prozessen sind die gleichen wie jene für die oben beschriebenen Reduktions- und Stabilisierungsprozesse der vorliegenden Erfindung.
  • Das in dem Reduktionsprozeß der vorliegenden Erfindung verwendete Ausgangsmaterial besteht aus Eisenverbundteilchen auf der Basis von Eisen-Sauerstoff-Hydroxid oder Eisenoxid. Wenn für den Reduktionsprozeß Eisenoxid verwendet wird, kann es durch thermisches Entwässern von Eisen-Sauerstoff-Hydroxid aufbereitet werden. In der vorliegenden Erfindung können die magnetischen metallischen Teilchen mit einer hohen Wirtschaftlichkeit kontinuierlich produziert werden, indem eine solche thermische Dehydratisierung unter Verwendung des gleichen Gasstromreaktors mit einem gasdurchlässigen Band, wie das in den oben beschriebenen Reduktions- und Stabilisierungsprozessen verwendete, durchgeführt wird.
  • Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren für die Herstellung magnetischer metallischer Teilchen auf der Basis von metallischem Eisen bereit, welches die folgenden Prozesse (a) - (c) aufweist:
  • (a) kontinuierliches Liefern des zu entwässernden granulierten Materials aus Eisenverbundteilchen auf der Basis von Eisen-Sauerstoff-Hydroxid, welches eine durchschnittliche Größe von 1 bis 20 mm hat, auf ein gasdurchlässiges Band, das in einem Gasstromreaktor eingebaut ist; und kontinuierliches Durchführen der thermischen Dehydratisierung mit einem nicht reduzierenden Gas, während das Material befördert wird, um kontinuierlich ein thermisch entwässertes Material zu erzeugen;
  • (b) kontinuierliches Liefern des im obigen Prozeß (a) erzielten, thermisch entwässerten Materials auf ein gasdurchlässiges Band, das in einem Gasstromreaktor eingebaut ist; und kontinuierliches Durchführen der thermischen Reduktion mit einem Reduktionsgas, während das Material befördert wird, um kontinuierlich ein reduziertes Material zu erzeugen; und
  • (c) kontinuierliches Liefern des reduzierten Materials, das in dem obigen Prozeß (b) erzielt wurde, auf ein gasdurchlässiges Band, das in einem Gasstromreaktor eingebaut ist; und kontinuierliches Stabilisieren des Materials durch die thermische Gasphasen-Oxidation mit einem Sauerstoff enthaltenden Gas, während das Material befördert wird.
  • Die vorliegende Erfindung stellt auch folgendes bereit: eine Herstellungsvorrichtung für magnetische metallische Teilchen, welche eine thermische Dehydratisierungsvorrichtung aufweist, in welcher granulierte Eisenverbundteilchen auf der Basis von Eisen-Sauerstoff-Hydroxid thermisch entwässert werden; eine thermische Reduktionsvorrichtung, in welcher das thermisch entwässerte Material, das durch die oben beschriebene thermische Dehydratisierungsvorrichtung erzielt wurde, thermisch reduziert wird; und eine thermische Gasphasen- Oxidationsvorrichtung, in welcher das thermisch reduzierte Material, das durch die obige thermische Reduktionsvorrichtung erzielt wurde, durch die thermische Gasphasen-Oxidation stabilisiert wird. Diese Vorrichtungen sind in folgender Reihenfolge hintereinander angeordnet: die thermische Dehydratisierungsvorrichtung, die thermische Reduktionsvorrichtung und die thermische Gasphasen-Oxidationsvorrichtung; und jede der Vorrichtungen ist über eine Materialtransporteinrichtung verbunden. Jede Vorrichtung weist folgendes auf: einen Gasstromreaktor mit einem Einlaß und einem Auslaß für Gas, ein Einlaß für ein zu behandelndes Material und ein Auslaß für ein bearbeitetes Material; ein Förderband mit einem gasdurchlässigen Band zum Transportieren des zu behandelnden Materials, wobei das Förderband in dem Reaktor eingebaut ist; eine Gas- Dispersionsplatte zum gleichförmigen Verteilen und Liefern des Gases, das über den Gas-Einlaß zugeführt wurde, auf die Oberfläche des Bandes, auf welchem das Material untergebracht wird; und eine Erwärmungseinrichtung, die zum Erwärmen des Innenraums des obigen Reaktors eingerichtet ist.
  • Der in dem thermischen Dehydratisierungsprozeß verwendete Gasstromreaktor kann strukturell im wesentlichen der gleiche sein wie jene oben beschriebenen Gasstromreaktoren für die Reduktions- und Stabilisierungsprozesse. In diesem Prozeß wird ein nicht reduzierendes Gas anstelle eines Reduktionsgases oder eines Sauerstoff enthaltenden Gases verwendet. Das nicht reduzierende Gas, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist keiner Einschränkung unterworfen, solange es keine Reduktionsfähigkeit besitzt, und als Beispiel dient Luft oder wirkungsloses Gas. Ein solches wirkungsloses Gas beinhaltet N&sub2;, He, Ne, Ar und CO&sub2;, welche allein oder in Kombination verwendet werden können.
  • Die Geschwindigkeit einer nicht reduzierenden Gasströmung ist, in Abhängigkeit von der sich ändernden Größe eines granulierten Materials, vorzugsweise mindestens 2 cm/sec, besser mindestens 10 cm/sec und höchstens 100 cm/sec einer linearen Gasgeschwindigkeit in ansteigender Richtung in einem rechten Winkel zu der Bandoberfläche. Die lineare Gasgeschwindigkeit ist wie die bei der thermischen Dehydratisierungstemperatur erreichte. Wenn die lineare Gasgeschwindigkeit unter 2 cm/sec liegt, steigt der Partialdruck des durch den Dehydratisierungsreaktor gebildeten Dampfes, und die Größe des Kristallits des Eisenoxids, welches die nadelförmigen Skelett-Teilchen bildet, wird zu groß, was zu einer Verformung der nadelförmigen Form und zu einer gegenseitigen Sinterung der Skelett-Teilchen führt, und die magnetischen Eigenschaften der erzielten magnetischen metallischen Teilchen verschlechtern sich.
  • Die Schichtdicke des granulierten Materials auf dem Band ist normalerweise höchstens 30 cm, vorzugsweise höchstens 25 cm. Übermäßige Schichtdicken sind unerwünscht, weil eine Verformung der nadelförmigen Form der Skelett-Teilchen des thermisch entwässerten Materials in dem oberen Teil der Schicht wegen der thermischen Dehydratisierung mit dem nicht reduzierenden Gas, das mehr in dem unteren Teil der Schicht gebildeten Dampf enthält, zu einer Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften der zum Schluß erzielten magnetischen metallischen Teilchen führt.
  • Die thermische Dehydratisierungstemperatur ist vorzugsweise 350 bis 700ºC, besser 400 bis 650ºC. Die Dehydratisierungstemperaturen unter 350ºC sind unerwünscht, weil Dehydratisierungsporen, die durch die Dehydratisierung in den Skelett-Teilchen erzeugt wurden, nicht geschlossen werden, was zu einer Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften der zum Schluß erzielten magnetischen metallischen Teilchen führt. Die Dehydratisierungstemperaturen über 700ºC sind unerwünscht, weil die nadelförmige Form der Skelett-Teilchen zusammenbricht, was zu verschlechterten magnetischen Eigenschaften führt.
  • Eine Retentionszeit in dem thermischen Dehydratisierungsreaktor, d. h. die Zeit (die thermische Dehydratisierungszeit) von dem Zuführen des granulierten Ausgangsmaterials auf das Band in dem Reaktor bis zum Austreten des bearbeiteten Materials (des thermisch entwässerten Materials) aus dem Auslaß ist, in Abhängigkeit von den obigen unterschiedlichen Bedingungen, normalerweise 0,5 bis 5 Stunden, vorzugsweise 0,5 bis 2 Stunden. Thermische Dehydratisierungszeiten von weniger als 0,5 Stunden und solche von mehr als 5 Stunden sind unerwünscht, weil die Dehydratisierung in dem ersteren Fall unzureichend ist und weil in dem letzteren Fall die Produktionsausbeute gering ist, obwohl es bei der Qualität der magnetischen metallischen Teilchen kein Problem gibt. In der vorliegenden Erfindung wird die thermische Dehydratisierung, wie oben beschrieben, während einer bestimmten Zeitspanne der Retentionszeit durchgeführt, und es ist eine im wesentlichen stationäre thermische Dehydratisierung möglich. Aus diesem Grund gibt es keine gegenseitige Kollision der Teilchen oder Staubbildung, und ein Kontakt zwischen dem zu behandelnden granulierten Material und einem nicht reduzierenden Gas ist gut, so daß eine gleichförmige thermische Dehydratisierung durchgeführt werden kann.
  • Eine solche Retentionszeit kann durch Ändern der Bandgeschwindigkeit durch Steuern des Antriebsmotors usw. eingestellt werden.
  • Fig. 6 ist eine schematische Zeichnung eines Beispiels einer Vorrichtung, die für die Herstellung magnetischer metallischer Teilchen geeignet ist und einen thermischen Dehydratisierungsprozeß beinhaltet.
  • Wie in Fig. 6 gezeigt, ist die Herstellungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer Serie aus einem thermischen Dehydratisierungsreaktor 51, einem thermischen Reduktionsreaktor 52 und einem thermischen Gasphasen-Oxidationsreaktor 53 aufgebaut ist, welche in dieser Reihenfolge angeordnet und über Materialtransporteinrichtungen verbunden sind.
  • Ein Einlaß 71 für ein zu entwässerndes Material des thermischen Dehydratisierungsreaktors 51 ist mit einer Materialtransporteinrichtung wie z. B. einem Material-Feeder 55 zum kontinuierlichen Zuführen des Materials in einen Material-Einfülltrichter 54 und auf das Maschendrahtband in dem Reaktor direkt verbunden. Auf ähnliche Weise ist ein Einlaß 73 für ein zu reduzierendes Material des thermischen Reduktionsreaktors 52 mit einem Material-Feeder 58 direkt verbunden; und ein Einlaß 75 für ein zu stabilisierendes Material des thermischen Gasphasen-Oxidationsreaktors 53 ist mit einem Material-Feeder 61 direkt verbunden. Der Material-Feeder kann irgendein beliebiger aus verschiedenen bekannten Feederarten sein, wie z. B. Schnecken-Feeder, Rotationsfeeder und gitterartige Feeder.
  • Mit den Produkt-Auslässen 72, 74 und 76 jedes Reaktors sind die Produkt-Einfülltrichter 56, 59 bzw. 62 verbunden, um die bearbeiteten Materialien zurückzuerhalten. Ein Transport thermisch entwässerten Materials von dem Produkt- Einfülltrichter 56 zu dem Material-Einfülltrichter 57 und ein Transport reduzierten Materials von dem Produkt-Einfülltrichter 59 zu dem Material-Einfülltrichter 60 werden durch die Material-Zufuhrventile 63 bzw. 64 durchgeführt.
  • Außerdem wird, um einen direkten Kontakt des Gases, des zu behandelnden Materials und des bearbeiteten Materials mit der Umgebungsluft zu vermeiden, und um ein gegenseitiges Mischen von in den Reaktoren strömenden Gasen zu vermeiden, diese Material-Einfülltrichter 54, 57 und 60 und die Produkt- Einfülltrichter 56, 59 und 62 mit einem Stickstoffgas gereinigt.
    • Beispiele
  • Die vorliegende Erfindung wird hier nachfolgend mit Hilfe der folgenden Funktionsbeispiele ausführlich beschrieben, die vorliegende Erfindung wird durch diese aber nicht begrenzt.
    • Beispiel 1: Beispiel einer Vorrichtung für einen Reduktionsprozeß
  • Fig. 1 ist eine Längsschnittansicht eines Beispiels einer Vorrichtung, die für den Reduktionsprozeß der vorliegenden Erfindung verwendbar ist. Fig. 2 und 3 sind Teil- Schnittansichten der Herstellungsvorrichtung.
  • Das Format eines Reaktors 1 hat eine Breite von 370 mm, eine Höhe von 300 mm und eine Länge von 2900 mm. Das Erwärmen wird mit einem elektrischen Ofen erreicht, der mit einem elektrischen Heizkörper 4 und mit Wärme-Isoliermaterial 5 ausgeführt ist.
  • Ein Band 3 ist ein endloses Maschendrahtband aus rostfreiem Stahl (Maschenweite: 0,15 mm) mit einer Breite von 300 mm und einer effektiven Reduktionslänge von 2000 mm. Dieses Band hat eine in Fig. 3 gezeigte Querschnittform, um zu verhindern, daß granuliertes Material durch Herunterfallen von den Bandrändern verloren geht. Das Band wird durch eine Band- Antriebswalze 11 und einen Antriebsmotor 21, der außerhalb des Reaktors angebracht ist, zu einer Bewegung mit einer konstanten Geschwindigkeit in Richtung von Pfeil A in Fig. 1 angetrieben. Eine Walzen-Antriebswelle 12 ist mit einem Wellenverschluß 20 zum Abdichten des Reduktionsgases ausgestattet.
  • Eine Gas-Dispersionsplatte 2 ist eine perforierte Platte mit einem Querschnitt von 300 x 300 mm. Unter einem Maschendrahtband, auf welchem das zu reduzierende granulierte Material untergebracht ist, sind fünf Einheiten dieser Gas- Dispersionsplatte hintereinander angeordnet. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist darüber hinaus eine Gas-Abdichtwand 22 so angeordnet, daß das von der Gas-Dispersionsplatte kommende Reduktionsgas effektiv durch das Band strömt, ohne über die Kanten des Bandes hinaus zu strömen.
  • Ein Einlaß 8 für ein zu reduzierendes Material des Reaktors ist direkt mit einem Material-Feeder 13 verbunden, um das zu reduzierende granulierte Material kontinuierlich in einen Material-Einfülltrichter 14 über dem Maschendrahtband zu liefern. Der Material-Feeder ist ein Schnecken-Feeder. Ferner hat eine Dicken-Einstellplatte 10, die dafür vorgesehen ist, dem granulierten Material, das auf das Maschendrahtband geliefert wird, auf dem Maschendrahtband eine bestimmte Schichtdicke zu verleihen, einen Einstellmechanismus, der ein Ändern der Schichtdicke ermöglicht. Die Schichtdicke kann durch Regulieren der Rotationsgeschwindigkeit des Material- Feeders 13 eingestellt werden, um die Zuführgeschwindigkeit des Materials zu ändern, und durch Ändern der Dickeneinstellung der Dicken-Einstellplatte 10. Das auf diese Weise für eine bestimmte Schichtdicke vorbereitete granulierte Material wird durch das Band in die Richtung von Pfeil A in Fig. 1 transportiert. Während das granulierte Material transportiert wird, kommt es mit dem Reduktionsgas in Kontakt, das über einen Einlaß 6 für Gas in den Reaktor 1 eingeleitet wurde und von der Gas-Dispersionsplatte ausströmte, so daß das Material kontinuierlich reduziert wird. Die Retentionszeit des Materials (die Zeit von der Materialzufuhr auf das Band in dem Reaktor bis zum Austreten des reduzierten Material aus einem Auslaß 9), d. h. die Reduktionszeit kann über die Bandgeschwindigkeit eingestellt werden. Um diese Bandgeschwindigkeit angemessen zu steuern, besitzt der oben beschriebene Antriebsmotor 21 einen Mechanismus, der die Rotationsgeschwindigkeit des Motors variabel steuern kann. Um die magnetischen metallischen Teilchen, die nach einer bestimmten Reduktionszeit erzielt wurden, zurückzuerhalten, ist ein Produkt- Einfülltrichter 15 mit dem Auslaß 9 verbunden. Um einen direkten Kontakt des Reduktionsgases und des reduzierten Materials mit der Umgebungsluft zu verhindern, werden der Material-Einfülltrichter 14 und der Produkt-Einfülltrichter 15 darüber hinaus mit einem Stickstoffgas gereinigt.
    • Beispiel 2: Produktionsbeispiel
  • Das verwendete zu reduzierende granulierte Material besteht aus Kügelchen mit einer durchschnittlichen Größe von 3 mm, welche durch Extrudieren einer Granulation von nadelförmigen α-FeOOH-Teilchen präpariert wurden, die im Verhältnis zu Fe 4 Gewichts-% Al aufweisen. Die ursprüngliche Teilchengröße ist in der Hauptachsenlänge 0,22 um und hat ein Achsenverhältnis von 10. Dieses granulierte Material wird unter Verwendung der in Beispiel 1 beschriebenen Herstellungsvorrichtung mit einem Wasserstoffgas bei 480ºC reduziert. Das Wasserstoffgas wird mit einer linearen Gasgeschwindigkeit von 40 cm/sec in ansteigender Richtung in einem rechten Winkel der Maschendrahtband-Oberfläche zugeführt.
  • Sobald das zu reduzierende granulierte Material mit einer Geschwindigkeit von 6 kg/h unter Verwendung eines Material-Feeders 13 in einen Material-Einfülltrichter 14 gefüllt wird, wird es kontinuierlich dem Reaktor zugeführt, der vorher innen auf eine Reduktionstemperatur erwärmt wurde. Die Schichtdicke des Materials auf dem Maschendrahtband wird durch eine Dicken-Einstellplatte 10 auf 10 cm eingestellt. Während das Material durch das Band in die Richtung von Pfeil A transportiert wird, wird es in Kontakt mit dem Wasserstoffgas, das durch das Maschendrahtband strömt, kontinuierlich reduziert. Die Retentionszeit des Materials in dem Reaktor wird durch Einstellen der Bandgeschwindigkeit über einenbandantriebsmotor 21, der außerhalb des Reaktors angebracht ist, auf 3 Stunden eingestellt.
  • Unter den oben beschriebenen Einstellbedingungen werden die magnetischen metallischen Teilchen in einem Einfülltrichter für bearbeitetes Material mit 3,7 kg/h gewonnen. Ein Teil der magnetischen metallischen Teilchen wird in Toluol getaucht und dann in der Umgebungsluft getrocknet, um dessen Oberfläche zu oxidieren, worauf deren magnetische Eigenschaften und die Größe des metallischen Eisen-Kristallits ermittelt wird, indem ein Schwingungs-Abtast-Magnetometer (VSM, To-ei Kogyo Kabushiki Kaisha) bzw. ein Röntgenstrahl-Diffraktionsanalysator (Rigaku Denki Kabushiki Kaisha) verwendet wird. Die Größe des metallischen Eisen-Kristallits wird aus der Halbwertsbreite der Eisen- (110) Diffraktionsspitze unter Verwendung der Scherrer-Gleichung errechnet.
  • Es hat sich erwiesen, daß die magnetischen metallischen Teilchen eine Koerzitivkraft (Hc) von 1610 Oe, eine Sättigungsmagnetisierung ( s) von 142 emu/g, ein Rechteckigkeitsverhältnis ( r/ s, wobei r die remanente Magnetisierung bedeutet) von 0,52 [ - ] und eine Größe des metallischen Eisen- Kristallits von 176 Ängström haben, was ausgezeichnete magnetische Eigenschaften bedeutet.
    • Beispiel 3: Produktionsbeispiel
  • Es werden die gleichen Bedingungen wie jene im Beispiel 2 vorausgesetzt, ausgenommen daß ein zu reduzierendes granuliertes Material aus nadelförmigen α-Fe&sub2;O&sub3;-Teilchen hergestellt wird, die im Verhältnis zu Fe 3 Gewichts-% Si enthalten. Die ursprüngliche Teilchengröße ist in der Hauptachsenlänge 0,25 um und hat ein Achsenverhältnis von 10. Das granulierte Material wird bei 500ºC reduziert.
  • Folglich werden die magnetischen metallischen Teilchen in einem bearbeiteten Material-Einfülltrichter mit 4,2 kg/h gewonnen. Es hat sich erwiesen, daß die magnetischen Eigenschaften der magnetischen metallischen Teilchen eine Koerzitivkraft (Hc) von 1580 Oe, eine Sättigungsmagnetisierung ( s) von 148 emu/g, ein Rechteckigkeitsverhältnis ( r/ s) von 0,51 [ - ] und eine Größe des metallischen Eisen-Kristallits von 170 Ängström haben, was ausgezeichnete magnetische Eigenschaften bedeutet.
    • Beispiel 4: Beispiel der Vorrichtung für den Stabilisierungsprozeß
  • Für den Stabilisierungsprozeß wird eine Vorrichtung mit einer im Vergleich zu der in Beispiel 1 verwendeten Vorrichtung einfachen Konstruktion verwendet. Diese Vorrichtung wird hier nachfolgend mit Verweis auf die Figuren 1, 2 und 3 beschrieben.
  • Fig. 1 ist eine Längsschnittansicht eines Beispiels einer für den Stabilisierungsprozeß geeigneten Vorrichtung. Die Figuren 2 und 3 sind Teil-Schnittansichten der Herstellungsvorrichtung.
  • Ein Reaktor 1 hat die Ausmaße von 390 mm Höhe, 620 mm Breite und 3900 mm Länge. Die Erwärmung wird mit einem elektrischen Ofen erreicht, der mit einem elektrischen Heizkörper 4 und Wärme-Isoliermaterial 5 ausgestattet ist.
  • Ein Band 3 ist ein Endlos-Maschendrahtband aus rostfreiem Stahl (Maschenweite. 0,15 mm) mit einer Breite von 300 mm und einer effektiven thermischen Gasphasen-Oxidationslänge von 3000 mm. Dieses Band hat eine in Fig. 3 gezeigte Querschnittsform, um ein zu stabilisierendes granuliertes Material daran zu hindern, von den Bandkanten zu fallen. Das Band wird durch eine Band-Antriebswalze 11 und einen Antriebsmotor 21, der außerhalb des Reaktors angebracht ist, mit einer konstanten Geschwindigkeit in Richtung von Pfeil A in Fig. 1 angetrieben. Zum Abdichten des Sauerstoff enthaltenden Gases ist eine Walzen-Antriebswelle 12 mit einem Wellenverschluß 20 ausgestattet.
  • Eine Gas-Dispersionsplatte 2 ist eine perforierte Platte mit einem Querschnitt von 300 x 300 mm. Acht Einheiten dieser Gas-Dispersionsplatte sind unter einem Maschendrahtband, auf welchem das zu stabilisierende granulierte Material angeordnet ist, hintereinander vorgesehen. Außerdem ist, wie in Fig. 2 gezeigt, eine Gas-Abdichtwand 22 so ausgebildet, daß das von der Gas-Dispersionsplatte kommende Sauerstoff enthaltende Gas effizient durch das Band strömt, ohne über die Seiten des Bandes hinaus zu strömen.
  • Ein Einlaß 8 für ein durch den Reaktor zu stabilisierendes Material ist mit einem Material-Feeder 13 direkt verbunden, damit das zu stabilisierende granulierte Material kontinuierlich in einen Material-Einfülltrichter 14 und auf das Maschendrahtband befördert wird. Der Material-Feeder ist ein Schnecken-Feeder. Außerdem weist eine Dicken-Einstellplatte 10, die dafür vorgesehen ist, für eine bestimmte Schichtdicke des auf das Maschendrahtband gelieferten granulierten Materials zu sorgen, einen Einstellmechanismus auf, der eine Änderung der Schichtdicke ermöglicht. Die Schichtdicke kann eingestellt werden, indem die Rotationsgeschwindigkeit des Material-Feeders 13 reguliert wird, um die Zuführgeschwindigkeit des Materials zu ändern, und indem die Dickeneinstellung der Dicken-Einstellplatte 10 geändert wird. Das auf diese Weise für eine bestimmte Schichtdicke vorbereitete granulierte Material wird durch das Band in die Richtung von Pfeil A in Fig. 1 transportiert. Während es transportiert wird, kommt das zu stabilisierende Material mit dem Sauerstoff enthaltenden Gas in Kontakt, das über einen Einlaß 6 für Sauerstoff enthaltendes Gas in den Reaktor 1 eingeleitet wurde und von der Gas-Dispersionsplatte ausströmte, so daß das Material durch eine thermische Gasphasen-Oxidation kontinuierlich stabilisiert wird. Die Retentionszeit des Materials (die Zeit von der Materialzufuhr auf das Band in dem Reaktor bis zum Austreten des stabilisierten Materials aus einem Auslaß 9), d. h. die thermische Gasphasen-Oxidationszeit, kann über die Bandgeschwindigkeit eingestellt werden. Um diese Bandgeschwindigkeit angemessen zu steuern, weist der oben beschriebene Antriebsmotor 21 einen Mechanismus auf, der die Rotationsgeschwindigkeit des Motors variabel steuern kann. Um die magnetischen metallischen Teilchen zurückzugewinnen, die nach einer bestimmten thermischen Gasphasen-Oxidationszeit gewonnen wurden, ist ein Produkt-Einfülltrichter 15 mit dem Auslaß 9 verbunden. Um einen direkten Kontakt des Sauerstoff enthaltenden Gases und des stabilisierten Materials mit der Umgebungsluft zu verhindern, werden der Material-Einfülltrichter 14 und der Produkt-Einfülltrichter 15 darüber hinaus mit einem Stickstoffgas gereinigt.
    • Beispiel 5: Produktionsbeispiel
  • Die in Beispiel 2 erzielten magnetischen metallischen Teilchen mit einer durchschnittlichen Größe von 2,7 mm werden als zu stabilisierendes granuliertes Material verwendet. Dieses Material wird anschließend bei 70ºC durch eine thermische Gasphasen-Oxidation mit einem Luft-Stickstoff-Gasgemisch, das 500 ppm Sauerstoff enthält, stabilisiert, indem die in Beispiel 4 beschriebene Herstellungsvorrichtung verwendet wird.
  • Das oben erwähnte Sauerstoff enthaltende Gas wird mit einer linearen Gasgeschwindigkeit von 35 cm/sec in ansteigender Richtung in einem rechten Winkel der Maschendrahtband- Oberfläche zugeführt.
  • Sobald das zu stabilisierende granulierte Material auf eine Weise in den Material-Einfülltrichter 14 gefüllt wird, bei der vermieden wird, es der Atmosphäre auszusetzen, wird es unter Verwendung des Material-Feeders 13 mit einer Geschwindigkeit von 5,5 kg/h kontinuierlich dem Reaktor zugeführt, der vorher innen auf die Temperatur einer thermischen Gasphasen-Oxidation erwärmt wurde. Die Schichtdicke des Materials auf dem Maschendrahtband wird mit Hilfe der Dicken-Einstellplatte 10 auf 15 cm gebracht. Während das Material durch das Band in Richtung von Pfeil A transportiert wird, wird es durch die thermische Gasphasen-Oxidation in Kontakt mit dem Sauerstoff enthaltenden Gas, das durch das Maschendrahtband strömt, kontinuierlich stabilisiert. Die Retentionszeit des Materials in dem Reaktor wird durch Einstellen der Bandgeschwindigkeit über den Bandantriebsmotor 21, der außerhalb des Reaktors angebracht ist, auf 8 Stunden eingestellt.
  • Unter den oben beschriebenen Einstellbdedingungen werden die magnetischen metallischen Teilchen in dem Produkt-Einfülltrichter mit 6,1 kg/h gewonnen. Die magnetischen Eigenschaften dieser magnetischen metallischen Teilchen werden ermittelt, indem ein Schwingungs-Abtast-Magnetometer (VSM) verwendet wird. Die Sättigungsmagnetisierungs-Retention wird ebenfalls festgestellt, nachdem die magnetischen metallischen Teilchen eine Woche unter Oxidierbedingungen stehen konnten, wobei die Temperatur 60ºC und die relative Feuchtigkeit 90% beträgt.
  • Folglich hat sich erwiesen, daß die magnetischen metallischen Teilchen eine Koerzitivkraft (Hc) von 1575 Oe, eine Sättigungsmagnetisierung ( s) von 129 emu/g, ein Rechteckigkeitsverhältnis ( r/ s) von 0,52 [ - ] und eine Sättigungsmagnetisierungs-Retention von 82% haben, was ausgezeichnete magnetische Eigenschaften bedeutet.
    • Beispiel 6: Produktionsbeispiel
  • Es werden die gleichen Bedingungen wie jene im Beispiel 5 vorausgesetzt, ausgenommen daß die in Beispiel 3 gewonnenen magnetischen metallischen Teilchen mit einer durchschnittlichen Größe von 2,7 mm als zu stabilisierendes granuliertes Material verwendet werden.
  • Somit werden die stabilisierten magnetischen metallischen Teilchen mit 6,0 kg/h gewonnen. Es hat sich erwiesen, daß die magnetischen metallischen Teilchen eine Koerzitivkraft (Hc) von 1550 Oe, eine Sättigungsmagnetisierung ( s) von 133 emu/g, ein Rechteckigkeitsverhältnis ( r/ s) von 0,51 [ - ] und eine Sättigungsmagnetisierungs-Retention von 82% haben, was ausgezeichnete magnetische Eigenschaften bedeutet.
    • Beispiel 7: Beispiel einer Vorrichtung
  • Wie in Fig. 6 gezeigt, ist die Herstellungsvorrichtung des vorliegenden Beispiels mit einer Aufeinanderfolge aus einem thermischen Dehydratisierungsreaktor 51, einem thermischen Reduktionsreaktor 52 und einem thermischen Gasphasen- Oxidationsreaktor 53 konstruiert, welche über Material-Zufuhrventile miteinander verbunden sind. Der gleiche Gasstromreaktor wie der in Beispiel 1 verwendete wird als thermischer Dehydratisierungsreaktor 51 verwendet, ausgenommen daß der Reaktor 1 390 mm breit, 620 mm hoch und 1900 mm lang ist; das Band 3 eine Breite von 300 mm und eine effektive thermische Dehydratisierungslänge von 1000 mm aufweist; und 3 Einheiten der Gas-Dispersionsplatte 2 mit einem Querschnitt von 300 x 300 mm hintereinander angeordnet sind. Als thermischer Reduktionsreaktor 52 wird der Gasstromreaktor von Beispiel 1 verwendet. Als thermischer Gasphasen-Oxidationsreaktor 53 wird der Gasstromreaktor von Beispiel 4 verwendet.
  • Ein Einlaß 71 für ein zu entwässerndes Material (ein granuliertes Ausgangsmaterial) des thermischen Dehydratisierungsreaktors 51 ist direkt mit einem Material-Feeder 55 für kontinuierliche Zufuhr des Materials in einen Material- Einfülltrichter 54 auf dem Maschendrahtband in dem Reaktor verbunden. Analog dazu ist ein Einlaß 73 für ein zu reduzierendes Material des thermischen Reduktionsreaktors 52 mit einem Material-Feeder 58 und ein Einlaß 75 für ein zu stabilisierendes Material des thermischen Gasphasen-Oxidationsreaktors 53 mit einem Material-Feeder 61 verbunden. Diese Material-Feeder sind Schnecken-Feeder.
  • Auslässe für bearbeitetes Material jedes der Reaktoren 72, 74 und 76 sind mit Produkt-Einfülltrichtern 56, 59 bzw. 62 verbunden, um die bearbeiteten Materialien zurückzuerhalten. Die Material-Zufuhrventile 63 und 64 sind zwischen dem Produkt-Einfülltrichter 56 und dem Material-Einfülltrichter 57 bzw. zwischen dem Produkt-Einfülltrichter 59 und dem Material-Einfülltrichter 60 vorgesehen.
  • Ferner werden diese Material-Einfülltrichter 54, 57 und 60 und die Produkt-Einfülltrichter 56, 59 und 62 mit einem Stickstoffgas gereinigt.
    • Beispiel 8: Produktionsbeispiel
  • Das Ausgangsmaterial ist ein granuliertes Material mit einer durchschnittlichen Größe von 3 mm, das durch Extrudieren der Granulation von nadelförmigen α-FeOOH-Teilchen, die im Verhältnis zu Fe 4 Gewichts-% Al enthalten, präpariert wurde. Die ursprüngliche Teilchengröße ist in der Hauptachsenlänge 0,22 um und hat ein Achsenverhältnis von 10. Dieses granulierte Material wird in den folgenden Schritten (a), (b) und (c) unter Bedingungen bearbeitet, die unter Verwendung der in Beispiel 7 beschriebenen Herstellungsvorrichtung nachfolgend angegeben sind:
  • Schritt (a) : Die thermische Dehydratisierung wird bei 500ºC unter Verwendung eines Stickstoffgases als nicht reduzierendes Gas durchgeführt. Das Stickstoffgas wird mit einer linearen Gasgeschwindigkeit von 8 cm/sec in ansteigender Richtung in einem rechten Winkel der Maschendrahtband-Oberfläche zugeführt.
  • Sobald das oben beschriebene granulierte Material in den Material-Einfülltrichter 54 gefüllt wird, wird es unter Verwendung eines Material-Feeders 55 mit einer Geschwindigkeit von 8,5 kg/h kontinuierlich dem Reaktor zugeführt, der innen auf eine thermische Dehydratisierungstemperatur erwärmt worden ist. Die Schichtdicke des granulierten Materials auf dem Maschendrahtband wird durch die Dicken-Einstellplatte auf 14 cm gebracht. Während das granulierte Material auf dem Maschendrahtband durch das Band in die in Fig. 1 gezeigte Richtung von Pfeil A transportiert wird, wird es in Kontakt mit dem durch das Maschendrahtband strömenden Stickstoffgas kontinuierlich thermisch entwässert. Die Retentionszeit des granulierten Materials in dem Reaktor wird durch Einstellen der Bandgeschwindigkeit über den Bandantriebsmotor, der außerhalb des Reaktors angebracht ist, auf 1,5 Stunden eingestellt.
  • Unter den oben beschriebenen Einstellbedingungen wird in dem Produkt-Einfülltrichter 56 thermisch entwässertes Material mit 7,4 kg/h gewonnen, welches über das Material-Zufuhrventil 63 kontinuierlich in den Material-Einfülltrichter 57 gefüllt wird.
  • Schritt (b) : Die thermische Reduktion wird bei 480ºC unter Verwendung eines Wasserstoffgases als Reduktionsgas durchgeführt. Das Wasserstoffgas wird mit einer linearen Gasgeschwindigkeit von 50 cm/sec in ansteigender Richtung in einem rechten Winkel der Maschendrahtband-Oberfläche zugeführt.
  • Das oben beschriebene thermisch entwässerte Material in dem Material-Einfülltrichter 57 wird mit einer Geschwindigkeit von 7,4 kg/h unter Verwendung eines Material-Feeders 58 kontinuierlich dem Reaktor zugeführt, der innen auf eine thermische Reduktionstemperatur erwärmt worden ist. Die Schichtdicke des thermisch entwässerten Materials auf dem Maschendrahtband wird durch die Dicken-Einstellplatte auf 12 cm eingestellt. Während das thermisch entwässerte Material auf dem Maschendrahtband durch das Band in die in Fig. 1 gezeigte Richtung von Pfeil A transportiert wird, wird es in Kontakt mit dem durch das Maschendrahtband strömenden Wasserstoffgas kontinuierlich thermisch reduziert. Die Retentionszeit des thermisch entwässerten Materials in dem Reaktor wird durch Einstellen der Bandgeschwindigkeit über den Bandantriebsmotor, der außerhalb des Reaktors angebracht ist, auf 3,0 Stunden eingestellt.
  • Unter den oben beschriebenen Einstellbedingungen wird in dem Produkt-Einfülltrichter 59 reduziertes Material mit 5,3 kg/h erzielt, welches über das Material-Zufuhrventil 64 kontinuierlich in den Material-Einfülltrichter 60 gefüllt wird.
  • Ein Teil dieses reduzierten Materials wird in Toluol getaucht und dann an der Umgebungsluft getrocknet, wonach dessen magnetische Eigenschaften ermittelt werden, indem ein Schwingungs-Abtast-Magnetometer (VSM) verwendet wird. Es hat sich erwiesen, daß das gewonnene reduzierte Material eine Koerzitivkraft (Hc) von 1600 Oe, eine Sättigungsmagnetisierung ( s) von 141 emu/g und ein Rechteckigkeitsverhältnis ( r/ s) von 0,52[ - ] hat.
  • Schritt (c): Die thermische Gasphasen-Oxidation wird bei 70ºC unter Verwendung eines Luft-Stickstoffgemischgases mit 500 ppm Sauerstoff als Sauerstoff enthaltendes Gas durchgeführt. Das Sauerstoff enthaltende Gas wird bei einer linearen Gasgeschwindigkeit von 35 cm/sec in ansteigender Richtung in einem rechten Winkel der Maschendrahtband-Oberfläche zugeführt.
  • Das oben beschriebene reduzierte Material in dem Material-Einfülltrichter 60 wird mit einer Geschwindigkeit von 5,3 kg/h unter Verwendung des Material-Feeders 61 kontinuierlich dem Reaktor zugeführt, der innen auf eine Temperatur einer thermischen Gasphasen-Oxidation erwärmt worden ist. Die Schichtdicke des reduzierten Materials auf dem Maschendrahtband wird durch die Dicken-Einstellplatte auf 17 cm eingestellt. Während das reduzierte Material auf dem Maschendrahtband durch das Band in die in Fig. 1 gezeigte Richtung von Pfeil A transportiert wird, wird es durch die thermische Gasphasen-Oxidation in Kontakt mit dem oben beschriebenen Sauerstoff enthaltenden Gas, das durch das Maschendrahtband strömt, kontinuierlich stabilisiert. Die Retentionszeit des reduzierten Materials in dem Reaktor wird durch Einstellen der Bandgeschwindigkeit über den Bandantriebsmotor, der außerhalb des Reaktors angebracht ist, auf 9,0 Stunden eingestellt.
  • Unter den oben beschriebenen Einstellbdedingungen werden in dem Produkt-Einfülltrichter 62 magnetische metallische Teilchen mit 5,8 kg/h erzielt.
  • Es hat sich erwiesen, daß die erzielten magnetischen metallischen Teilchen eine Koerzitivkraft (Hc) von 1565 Oe, eine Sättigungsmagnetisierung ( s) von 128 emu/g, ein Rechtekkigkeitsverhältnis ( r/ s) von 0,52 [ - ], eine Sättigungsmagnetisierungs-Retention von 82% und eine Größe des metallischen Eisen-Kristallits von 165 Ängström haben, was ausgezeichnete magnetische Eigenschaften bedeutet.

Claims (9)

1. Verfahren zum Herstellen magnetischer metallischer Teilchen, die für magnetische Aufzeichnungen verwendbar sind, wobei Eisenverbundteilchen auf der Basis von Eisen-Sauerstoff- Hydroxid (iron oxyhydroxide) oder Eisenoxid mit einem Reduktionsgas thermisch reduziert werden, mit den Schritten eines kontinuierlichen Beförderns eines zu reduzierenden granulierten Materials auf einem gasdurchlässigen Band, das in einem Gasstromreaktor eingebaut ist; und eines kontinuierlichen Durchführens einer thermischen Reduktion mit dem Reduktionsgas bei einer Temperatur zwischen 300ºC und 700ºC, während das granulierte Material befördert wird, wobei das Reduktionsgas mit mindestens 10 cm/sec einer linearen Gasgeschwindigkeit in ansteigender Richtung in einem rechten Winkel zu der Bandoberfläche zugeführt wird, um ein reduziertes Material zu gewinnen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die durchschnittliche Größe des zu reduzierenden granulierten Materials zwischen 1 mm und 20 mm beträgt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Reduktionsgas ein Element ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus reinem Wasserstoffgas, CO-Gas und Gemischen aus diesen mit unwirksamen Komponenten besteht.
4. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Schichtdicke des zu reduzierenden granulierten Materials auf einem gasdurchlässigen Band höchstens 25 cm ist.
5. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, welches außerdem den Schritt aufweist, das reduzierte Material (ein zu stabilisierendes granuliertes Material) durch kontinuierliches Zuführen des zu stabilisierenden granulierten Materials auf einem gasdurchlässigen Band, das in einem Gasstromreaktor für Stabilisierung installiert ist, kontinuierlich zu stabilisieren und eine thermische Gasphasen-Oxidation mit Sauerstoff enthaltendem Gas kontinuierlich durchzuführen, während das zu stabilisierende granulierte Material befördert wird.
6. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, das vor dem Reduktionsschritt folgende Schritte umfaßt: kontinuierliches Zuführen von granuliertem Material aus Eisenverbundteilchen auf der Basis von Eisen-Sauerstoff-Hydroxid, welche eine mittlere Größe von 1 bis 20 mm aufweisen, auf ein gasdurchlässiges Band, das in einem Gasstromreaktor für thermische Dehydratisierung eingebaut ist; und kontinuierliches Durchführen einer thermischen Dehydratisierung mit einem nicht reduzierenden Gas, während das granulierte Material befördert wird, um dadurch kontinuierlich thermisch entwässertes Material zu erzeugen.
7. Vorrichtung für die Herstellung von magnetischen metallischen Teilchen, die eine thermische Reduktionsvorrichtung aufweist, welche folgendes umfaßt: einen ersten Gasstromreaktor (52) mit einem Einlaß (67) und einem Auslaß (68) für Reduktionsgas, einem Einlaß (73) für ein zu reduzierendes granuliertes Material und einem Auslaß (74) für ein reduziertes Material; ein Förderband (41) mit einem gasdurchlässigen Band zum Transportieren des zu reduzierenden Materials; und eine Erwärmungseinrichtung (43), um den ersten Reaktor innen so zu erwärmen, daß die Reduktionstemperatur zwischen 300ºC und 700ºC liegt, gekennzeichnet durch das Förderband (41), das in dem ersten Reaktor (52) eingebaut ist, und eine Gas- Dispersionsplatte (42) zum gleichförmigen Verteilen und Liefern des über den Reduktionsgas-Einlaß (67) eingeleiteten Reduktionsgases durch das Band, auf welchem das zu reduzierende Material angeordnet ist, wobei das Reduktionsgas mit mindestens 10 cm/sec einer linearen Gasgeschwindigkeit in ansteigender Richtung in einem rechten Winkel zu der Bandoberfläche zugeführt wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, die ferner eine thermische Gasphasen-Oxidationsvorrichtung aufweist, welche folgendes umfaßt: einen zweiten Gasstromreaktor (53) zur Stabilisierung mit einem Einlaß (69) und einem Auslaß (70) für ein Sauerstoff enthaltendes Gas, einem Einlaß (75) für ein zu stabilisierendes Material und einem Auslaß (76) für ein stabilisiertes Material; ein Förderband, das in dem zweiten Reaktor (53) eingebaut ist, und ein gasdurchlässiges Band zum Transportieren des zu stabilisierenden Materials aufweist; eine Gas- Dispersionsplatte zum gleichförmigen Verteilen und Liefern des Sauerstoff enthaltenden Gases, das über den Einlaß (69) für Sauerstoff enthaltendes Gas eingeführt wurde, durch die Oberfläche des Bandes, auf welchem das zu stabilisierende Material angeordnet ist; und eine Erwärmungseinrichtung, um den zweiten Reaktor (53) innen zu erwärmen, wobei die thermische Reduktionsvorrichtung und die thermische Gasphasen- Oxidationsvorrichtung hintereinander verbunden sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, die folgendes aufweist: eine thermische Dehydratisierungsvorrichtung (a), in der ein granuliertes Material aus Eisenverbundteilchen auf der Basis von Eisen-Sauerstoff-Hydroxid thermisch entwässert wird; die thermische Reduktionsvorrichtung (b), in der das thermisch entwässerte Material, das unter Verwendung der Vorrichtung (a) gewonnen wurde, thermisch reduziert wird; und eine thermische Gasphasen-Oxidationsvorrichtung (c), in der das thermisch reduzierte Material, das unter Verwendung der Vorrichtung (b) gewonnen wurde, durch die thermische Gasphasen- Oxidation stabilisiert wird; wobei die Vorrichtungen (a), (b) und (c) in der Reihenfolge thermische Dehydratisierungsvorrichtung, thermische Reduktionsvorrichtung und thermische Gasphasen-Oxidationsvorrichtung hintereinander angeordnet sind und jede Verbindung zwischen den Vorrichtungen über eine Materialtransporteinrichtung hergestellt ist, jede Vorrichtung einen Gasstromreaktor (51, 52, 53) mit einem Einlaß (65, 67, 69) und einem Auslaß (66, 68 ,70) für Gas, einem Einlaß (71, 73, 75) für ein zu behandelndes Material und einen Auslaß (72, 74, 76) für ein bearbeitetes Material aufweist; ein Förderband in dem Reaktor (51, 52, 53) eingebaut ist und ein gasdurchlässiges Band zum Transportieren des zu behandelnden Materials aufweist; eine Gas-Dispersionsplatte für ein gleichförmiges Verteilen und Liefern des über den Gas-Einlaß eingeführten Gases zu der Oberfläche des Bandes, auf welchem das zu behandelnde Material angeordnet ist; und eine Erwärmungseinrichtung aufweist, die dafür eingerichtet ist, den Reaktor (51, 52, 53) innen zu erwärmen.
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