JPH0453207A - ソフトフェライト用原料酸化物の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 し産業上の利用分ψモ１ 本発明はソフトフェライト用原料酸化物の製造方法に係
り、特にフェライトを構成する金属元素の塩化物を原料
とするソフトフェライト用原料酸化物の製造方法に関す
る。

［従来の技術１ フェライトの製造工程は、通常、フェライトに含有され
る主要構成金属元素である鉄、マンガン、ニッケル、マ
グネシウム、亜鉛等の個々の酸化物または加熱により容
易に酸化物に変化する炭酸塩等の化合物を所定のモル比
率で混合した後に、８００〜１．０００℃の温度で仮焼
し、粉砕、成形、焼成することにより、構成される（第
３図参叩）。しかしこの製造工程においては、■　０．
１〜１μｍの粒径の原料酸化物を混合分数させるために
、均一混合性が不十分となり製品の磁気特性を劣化させ
る。

■　８００〜１０００℃という高温での仮焼工程を経る
ために、コスト高になるのみでなく、■　仮焼で磁粉が
２〜１０μｍと粒成長を起こし、次工程において１μｍ
程度に粉砕する際に、粉砕に長時間を要する、 等の問題点があった。

そこで従来技術の問題点である上記の■及び■を改善す
るソフトフェライト製造方法として、第４図に示すよう
に、フェライトを構成する金属元素の塩化物混合水温液
を出発原料として、これを酸化焙焼する製造方法が提案
されている（特公昭６３−１．７７７６号公報）。しか
しこの方法によっても、ソフトフェライトを構成する金
属元素のうち、その塩化物の蒸気圧が高い亜鉛は同時に
酸化焙焼することができず、そのため後工程において酸
化物の形態にて混合する必要がある。つまり、亜鉛、銅
等の成分については０．１〜ｌＬＬｍの粒径の酸化物を
後工程において混合しなければならず、かつこれらの成
分については原料の均一混合性が十分でなく、組成の不
均一を招き、製品の磁気特性を劣化させる、という上記
■の問題点は解決されていなかった。

［発明が解決しようとする課題１ 以上述べたように、ソフトフエライ１〜原料酸化物の製
造方法において、亜鉛等の蒸気圧の高い金属元素の塩化
物は、鉄、マンガン、ニッケルマグネシウムの塩化物と
同時に高温焙焼することができず、その後に酸化物の形
態で混合するという工程が必要なために、原料の均−ｉ
’ｉ’ｌｉ合性が劣り、最終的には焼成後の製品の６ｎ
気特性を劣化さゼる、等の問題点は依然として残ってい
た。

本発明者らは、上記問題点を解決するために、低コスト
で特性の優れたソフトフェライトし得る原料酸化物の製
造方法について鋭意研究を重ねた結果、亜鉛の金属塩化
物として蒸気圧の高い成分と、鉄、マンガン、ニッケル
、マグネシウム等の金属塩化物どして蒸気圧の低い成分
とを同時焙焼することを可能にする新たな方法を見出し
、以］この発明を完成するに至った。本発明はこのよう
な発明を提供することを目的とする。

［課題を解決するだめの手段］ 本発明は、鉄の塩化物と、マンガン、二・ンク−ル，マ
グネシウムの塩化物のうち１種以上を含む塩化物の混合
溶液を酸化焙焼する隙に、それらの金属酸化物が形成さ
れる過程中に、亜鉛塩化物を添加することを特徴とする
。

この方法において、亜鉛の塩化物溶液を噴霧する際に、
温度が４００℃以ｆニー　９　０　０　℃以下である焙
焼炉内の位置にてｉｎｒ釦の塩化物を噴霧添加すること
によって塩化物の蒸気圧が高い金属である亜鉛、銅等の
塩化物を適量添加することができる。

また、酸化反応の完ｒした金属酸化物が焙焼熱を保持す
る間に直ちに、亜鉛の塩化物を添加することとしてもよ
く、この場合、酸化反応の完了した金属酸化物の温度が
４　０　０　’Ｃ以１１　９　０　０　”Ｃ以下のとき
に添加するとよい。

［作用Ｊ 以ド，本発明に至った基礎実験結果について説明する。

試薬特級の塩化鉄１　５００ｇと試薬特級の塩化マンガ
ン５００ｇを８０℃、４　０　０　０　ｇ　（７）　？
Ｍ純水に溶かした後に、Ｎ２ガスを流したグローボック
ス中にて完全に乾燥した。この乾燥相を横型環状炉中で
空気中６００℃／ｈのμ温速度にて７００°Ｃまで胃，
渇し、その後炉がら取り出して空冷した。生成酸化物は
Ｘ線回折による定性分析の結果、Ｍｎ２０３、Ｔ’　ｅ
　２　０　ａのみの存在が確認された。この生成酸化物
を１　０　０　ｇ秤稙し、次に試薬特級の塩化亜鉛１３
ｇを８０℃、５０ｇの温純水に市かした水ン容液を、こ
の生成酸化物に霧吹にて噴霧し混合した。この粉末を横
型環状炉中で空気中６００℃／ｈの昇温速度にてそれぞ
れ３００℃、４００℃、５００’Ｃ．６００″Ｃ、７　
０　０　”Ｃ、８００℃、９００℃、９　５　０　”Ｃ
まで昇温し、その後炉から取り出して空冷し生成物を回
収した。

この回収物をＸ線回折による定性分析を行った結果を第
１表に示した。第１表は、焙焼温度による生成物のＸ線
定性分析の結果である。３０（）°Ｃては塩化亜鉛は残
留していたが、４００℃以上において塩化亜鉛は酸化物
と完全に反応し、７、ｎＭｎ２０４またはスピネルへと
変化していた。第２表は焙焼温度による生成物の１・０
Ｍ　ｎ、Ｚ　ｎの組成の化学分析の結果である。

９００°Ｃを越えると第２表に示した化学分析の結果よ
り、亜鉛の組成ずれが発生している。分析結果は、Ｆｅ
、Ｍｎ、７．ｎの成分の総和がｌ　ＯＯ屯に％になるよ
うに求めた。これより塩化物を添加した後の焙焼温度と
しては４．００　’Ｃ以上で、９００°Ｃ以下が望まし
いといえる。

これらの実験結果より蒸気圧の高い塩化亜鉛を鉄とマン
ガンの酸化物と混合し４．００℃以上９００℃以下の温
度にて焙焼することにより、塩化亜鉛はこれらの酸化物
と完全に反応し、容易に亜鉛を含有する複合酸化物を１
成することが明かとなった。

第　　２　　表 このＪ二うに蒸気圧が高く焙焼が困難な原料でも、鉄と
マンガン（あるいはニッケル、マグネシウム等）の酸化
物と共に焙焼することにより、こｈらの酸化物と反応し
て容易に亜鉛を含有する複合酸化物に酸化させ、焙焼が
可能になることが明かになった。

塩化物の蒸気圧が高い金属であるＺｎの塩化物の添力旧
Ｊ、粉末であっても（８液であってもよい。

以下に、本発明を実施例に括づき！１体的１こ説明する
。

［実施例］ 実施例１ ］００ｍｇ中に２５ｇの鉄を含有する濃度まで濃縮した
鋼板の塩酸酸洗廃液３０００シに金属マンガン２５０ｋ
ｇを投入し、８０　”Ｃに加熱して、金属マンカンを完
全に溶解させた。その後に、第１図に示したような８５
０°Ｃに保持した噴霧焙焼炉Ｉの炉ｒ百より噴霧し、こ
の溶解液２を酸化焙焼し、炉底に酸化焙焼ｌト成物４を
得た。炉底に得られた酸化物４を炉底に滞留させながら
、＋００ｍｆｌ中に１．５　ｇの塩化亜鉛を含有する水
溶液５００ｇを炉底の横３から噴霧投入した。この時の
炉底ｌ晶度は６００°Ｃであった。炉底に１時間滞留し
た後、炉底より生成酸化物を回収した。

Ｘ線回折を行ったところ、生成酸化物はＦ’ｃ２０３　
、Ｍｎ２０３　、ＺｎＭｎ２０ｓであり、７．ｎＣ９２
は存在しなかった。

化学分析によりＦｅ、Ｍｎ、Ｚｎの組成を求めた。組成
はＰＣ，Ｍｎ、Ｚｎ令濃度が１００重遣％となるように
求めた。第３表は実施例１における酬合時に予想される
Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｎの組成ど、焙焼後の生成酸化物の組成
の化学分析の結果である。Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｎの組成ずれ
は、噴霧焙焼前の予想濃度と比較して、組成のずれを生
しることなくソフトフェライト原料酸化物が得られてい
ることがわかる。

この原料酸化物をｔ　０００ｇ秤量し、この粉末にバイ
ンダとしてＩ）　Ｖ　Ａを０．５％添加し、造粒後、外
径３６ｍｍ、内径２４ｍｍ、高さ１０ｍｍのトロイグル
形状に成形し、＋　３４０　”Ｃにて１％の酸素を含む
窒素雰囲気中で焼成した。

得られた焼結コアの磁気特性として、 ｋ　＋−（ｚ、５ｍ０ｅ、２５°Ｃでの初透磁率を測定
した。第４表は、焼結コアの初透磁率の測定結果である
。７０００という良好な磁気特性を得た。

第　　３　　表 第　　４ 表 比較例１ １００ｍβ中に２５ｇの鉄を含有する濃度まで濃縮した
鋼板の塙酸酸洗廃液３０００ｆｆに金属マンガン２５０
ｋｇを投入し、８０℃に加熱し、金属マンガンを完全に
溶解させた後に、８５０°Ｃに保持した噴霧焙焼炉の炉
頂より噴霧し、この溶解液を酸化焙焼し、炉底に酸化焙
焼生成物を得た。

炉底に得られた酸化物を空冷した後にｉ　０００ｇ秤量
し、粉末の試薬の酸化亜鉛７５ｇとともに、ボールミル
中で１０時間の混合を行った。

この混合酸化物粉末にバインダとし−ｒＰＶＡを０．５
％添加し、造粒後、外径３６　ｍ　ｍ、内径２４ｍｍ、
高さｌ　Ｏｍｍのトロイタル形状に成Ｊｒ；　Ｌ、１３
４０℃にて１％の酸素を含む窒素雰囲気中で焼成した。

得られた焼結コアの磁気特性として、 ｋ［１ｚ、５ｍ０ｅ、２５℃での初透磁率を測定したと
ころ、第４表に示したように４０００と非常に低かった
。

実施例１と比較例１より、本発明によれば、酸化亜鉛の
混合工程を伴うことなく鉄、マンガン、町■ｉ鉛の酸化
物を製造するために１分散性の良好なソフトフェライト
原料酸化物を製造することが可能となり、その結果、磁
気特性の良好な製品を製造することが可能になった。史
に焙焼炉内の炉底に残留する酸化焙焼温度を利用してい
るために、従来の製造方法よりも、より低コストで製造
することも可能になった。

実施例２ １００ｍｆｆ中に３０ｇの鉄イオンと１．０　ｇのマン
ガンイオンを含有する濃度まで調整した塩化物水溶液を
作成した。この水溶液を第２図に示したような７９０°
Ｃに保持した噴霧焙焼炉の炉頂より噴霧し、この水溶液
を酸化焙焼する際に、炉内胴部の５５０°Ｃの位置から
、］、２．４．ｇ／　１００ｒｒ＋ｊ２の濃度の塩化亜
鉛（ＺｎＣｆｆ２）水溶液を噴霧供給した。炉底より得
られた生成酸化物粉末は、Ｘ線回折による生成分析の結
果、Ｆｃ２０３、Ｍ　ｎ　２０３、Ｚ　ｎ　２　Ｍ　ｎ
　０４及びスピネルの生成が確認された。

化学分析によると、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｎの組成ずれは、第
３表に示した通りであり、組成のずれを生しることなく
ソフトフェライト原料酸化物が得られていることがわか
った。

この原料酸化物に、試薬特級の炭酸カルシウム（ＣａＣ
Ｏ３）を９００ｐｐｍ、試薬特級のシリカ（ＳｉＯ：ｉ
）を＋ＯＯｐｐｍ添加後に、純水を加えて５０％スラリ
ー濃度にした後に、アトライタ中て２０分混合し、スプ
レードライヤ６、二よる造粒後、機械プレスにより外径
３６ｍｍ、内径２４ｍｍ、高さ１０ｍｍのトロイダル形
状に成形した。

この成形体を１２８０℃、１％酸素を含有する窒素雰囲
気中にて３時間の焼成を施し、焼結コアを得た。得られ
たコアの磁気特性としＣ，１００ｋ　Ｈｚ、２００ｍＴ
、８０’Ｃでのコアロスの（直を第５表に示した。第５
表は実施例２と比較例２により製造されたソフ［・フェ
ライト用原料酸化物の焼結コアのコアロスの測定結果で
ある。

第　　５　　表 比較例２ １００ｍｆｆ中に３０ｇの鉄イオンとｌｏｇのマンガン
イオンを含有する濃度まで調整した塩化物水溶液を作成
した。この水？８液を７９０°Ｃに保持した噴霧焙焼炉
の炉頂より噴霧し、この溶解液を酸化焙焼した。炉底よ
り得られた生成酸化物粉末は、Ｘ線回折による定性分析
の結果、Ｆ　ｅ　２０３、Ｍ　ｎ　２０３及びスピネル
の生成が確認された３゜ この原料酸化物１．ｋｇ当りに、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を
７５ｇの割合で配合し、試薬特級の炭酸カルシウム（Ｃ
ａ　ＣＯａ　）を９００ｐｐｍ、試薬特級のシリカ（Ｓ
ｉ０２）を１１００ｐｐ添加後に、純水を加λて５０％
スラリー濃度にした後に、ア１−ライタ中−Ｃ２０混合
合し、スプレードライヤによる造粒後、機械プレスによ
り外径３６ｍｍ、内径２４．　ｍ　ｍ、高さ１．Ｏｍｍ
のトロイダル形状に成形した。

この成形体を１２８０℃、１％酸素を含有する窒素雰囲
気中にて３時間の焼成を施し、焼結コアを得た。得られ
たコアの磁気特性として１００に、　ｔ−１ｚ、２００
ｍＴ、８０°０でのコアロスの値を第５表に併セで示し
た。

実施例２と比較例２より、本発明によれば、酸化物の生
成段階で塩化亜鉛の混合を行ったために、従来方法によ
るフェライトの装造に比較して低コストで、亜鉛の均一
分散性が向１−．シ、磁気特性も良好な製品が得られて
いる。

上記実施例では、塩化物の噴霧方法において、水溶液の
状態で加えたが、塩化物の水溶液に限らず、塩化物の粉
末状態で加えても十分に６１能である。

また上記実施例は、塩化鉄と塩化マンガンの酸化後ある
いは酸化途中に塩化亜鉛を添加し−Ｃ焙焼を行っＣいる
が、この成分組成のみに限られるものではなく、塩化マ
ンガン以外に塩化ニッケル、塩化マグネシウムのうちの
１種以上またはそれ以上でもよく、塩化物としては塩化
亜鉛以外に塩化銅でもよい。

［発明の効果］ 以−］二述べたように、本発明では、ソフトフェライト
を構成する金属元素のうち塩化物として蒸気圧の低い鉄
、マンガン（あるいはニッケル、マグネシウム等）の酸
化焙焼中、又は焙焼直後で焙焼熱を失わないうちに、ソ
フトフェライトを構成する金属元素のうち塩化物として
蒸気圧の高い亜鉛な粉末または水溶液にて添加し、焙焼
熱によって反応させる。

したがって、本発明は次の効果を奏するソフトフェライ
ト用原料酸化物の製造が可能になった。

■　仮焼上程を省略することができ低コストで、製造す
ることができる。

■　焙焼後の工程にて塩化物として蒸気圧の高い亜鉛を
酸化物の形態にて混合する必要がなく、−度に鉄とマン
ガン（あるいはニッケル、マグネシウム等）と亜鉛の酸
化物を焙焼炉内で製造するために、均一分散性が向トし
、ぞの結果、焼結コアの磁気特性が向−トする。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例のソフトフェライト用原料酸
化物の製造フローを示す。第２図は、伯の実施例のソフ
トフェライト用原料酸化物の製造フローを示す模式断面
図、第３図、第４図は従来方法によるソフトフェライｔ
−製造プロセスを示すフローシートである。 １・・−噴霧焙焼炉 ２・・・酸化鉄と塩化マンガンの混合水溶液３・・・塩
化亜鉛 ４・・・炉底滞留品 ５・・・生成酸化物

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　鉄の塩化物と、マンガン、ニッケル、及びマグネシ
   ウムの塩化物のうち１種以上を含む塩化物の混合溶液を
   酸化焙焼する際に、それらの金属酸化物が形成される過
   程中に、亜鉛の塩化物を添加することを特徴とするソフ
   トフェライト用原料酸化物の製造方法。 ２　温度が４００℃以上９００℃以下である焙焼炉内の
   位置にて亜鉛の塩化物を噴霧添加することを特徴とする
   請求項１記載のソフトフェライト用原料酸化物の製造方
   法。 ３　鉄の塩化物と、マンガン、ニッケル、マグネシウム
   の塩化物のうち１種以上を含む塩化物の混合溶液を酸化
   焙焼する際に、酸化反応の完了した該金属酸化物が焙焼
   熱を保持する間に直ちに、亜鉛の塩化物を添加すること
   を特徴とするソフトフェライト用原料酸化物の製造方法
   。 ４　該金属酸化物の温度が４００℃以上９００℃以下の
   とき亜鉛の塩化物を添加することを特徴とする請求項３
   記載のソフトフェライト用原料酸化物の製造方法。