NL8300508A

NL8300508A - Werkwijze voor het bereiden van ferrieten.

Info

Publication number: NL8300508A
Application number: NL8300508A
Authority: NL
Original assignee: Japan Metals & Chem Co Ltd
Priority date: 1982-02-10
Filing date: 1983-02-10
Publication date: 1983-09-01
Also published as: JPS6319446B2; DE3304635A1; JPS58140324A; US4472369A; DE3304635C2

Description

X

» VO 4591

Werkwijze voor het bereiden van ferrieten.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het bereiden van ferrieten en meer in het bijzonder op een zodanige werkwijze dat ferrieten kunnen worden geproduceerd met een verbeterde oxy-datie-uniformiteit bij een betere snelheid van de ferrietvormingsreactie. 5 Ferrieten worden op grote schaal gebruikt voor hoogfrequente magnetische kernen van televisie, radio en andere communicatieapparatuur zoals kernen van magneetkoppen, transformers en CRT afbuigjukken. Ferriet kan ook worden gebruikt als verf materiaal voor het verhinderen van radiogolf interferentie .

10 Ferrieten van verschillende samenstellingen worden voor dergelijke magneetkemen gebruikt, afhankelijk van de voor specifieke toepassingen van de kernen vereiste magnetische eigenschappen. Ferrieten bestaan hoofdzakelijk uit ijzeroxyde en mangaanoxyde of zinkoxyde, waaraan magnesium-oxyde, nikkeloxyde of andere oxiden zijn toegevoegd. Het mengsel van 15 oxiden wordt zodanig gesinterd dat een spinnelstructuur wordt gevormd,die_ kan worden weergegeven door MO.Fe20^ waarbij M een tweewaardig metallisch element is.

Voor de bereiding op technische schaal van dergelijke ferrieten, worden typerend poeders van de bovengenoemde component oxiden eerst 20 gemengd en gepelleteerd. Daarna worden de pellets aan een primaire calci-nering in een oxiderende atmosfeer onderworpen. De gecalcineerde pellets worden vermalen en daarna opnieuw gepelleteerd. De resulterende pellets worden aan een secundaire calcinering onderworpen. In een dergelijke bekende werkwijze vereisen echter de primaire en secundaire calcinering 25 elk verscheidene uren van verhitting om de ferrietvormingsreactie tussen de componentoxiden te realiseren.

Doel van de onderhavige uitvinding is derhalve om een betere werkwijze voor het bereiden van ferrieten te verschaffen, waarmee ferrieten kunnen worden bereid met een verbeterde oxidatie-uniformiteit bij een 30 hogere snelheid van de ferrietvormingsreactie.

Volgens een kenmerk van de onderhavige uitvinding, wordt een mengsel van ijzeroxidepoeder en ferromangaanpoeder gepelleteerd en worden de verkregen pellets voor oxidatie bij 900°C of hogere temperaturen gecalcineerd.

830 0 50 8 - - - -- --------- -2- _Γ» ft

Volgens een ander kenmerk van de onderhavige uitvinding, wordt een mengsel van Ij zeroxidepoeder, ferromangaanpoeder en ten minste één ingrediënt, gekozen uit de groep zinkoxide, magnesiumoxide en nikkeloxidepoe-ders, gepelleteerd en worden de verkregen pellets voor oxidatie bij 5 900°C of hogere temperaturen gecalcineerd.

Zoals wel bekend is, bevat ferromangaan ongeveer 70 tot ongeveer 80 gew.% mangaan (waarbij het resterende gedeelte in hoofdzaak uit ijzer bestaat), en wordt het gebruikt als deoxidatiemiddel in de staalproduk-tie'. Wanneer ferromangaanpoeder bij 900°C of hogere temperaturen wordt ge-10 calcineerd, wordt het ijzergehalte daarvan geoxideerd tot FeO en Fe2°3· en het mangaan tot MnO en M^O^. Wanneer ferromangaanpoeder echter wordt gecalcineerd, worden de poederdeeltjes van de ene verhittingsplaats vein het poeder tot de andere aan sterk variërende temperaturen blootgesteld. Omdat de mate van oxidatie van ijzer en. mangaan in hoge mate afhankelijk 15 is van de calcineringstemperatuur, is het derhalve lastig om gecalcineerde poeders te verkrijgen die uniform geoxideerd zijn, zolang het gaat om produktie op technische schaal..

Wanneer een mengsel van ferromangaanpoeder en metallisch ijzerpoe-der bij 900°C of hogere temperaturen wordt gecalcineerd, kan verder het 20 mengsel gedeeltelijk worden gesmolten en eveneens een merkbare variatie in de mate van oxidatie optreden.

Daarentegen wordt in de onderhavige werkwijze, waarbij een mengsel van ijzeroxidepoeder en ferromangaanoxide wordt, gepelleteerd, het mengsel niet gesmolten, zelfs niet wanneer gecalcineerd wordt door verhitting 25 op verhoogde temperaturen. boven 900 °C. Ook. wordt ferromangaan volgens de onderhavige uitvinding snel overal met een aanzienlijk uniforme mate van oxidatie geoxideerd, terwijl, de ferrietvormingsreactie tussen het mangaanoxide en ijzeroxide in een kortere tijd vergeleken met de werkwijze volgens de stand van de techniek, wordt gerealiseerd.

30 Verder kan volgens de onderhavige uitvinding ten minste één ingre diënt, gekozen uit de groep zinkoxide, magnesiumoxide en nikkeloxide, aan het bovengenoemde mengsel van ijzeroxidepoeder en ferromangaanpoeder worden toegevoegd, al naargelang vereist is om de magnetische en andere eigenschappen van het resulterende ferriet voor specifieke toepassingen 35 in te stellen. Deze additionele ingrediënten hoeven niet in de vorm van de metaaloxiden daarvan te zijn, maar kunnen als metaalzouten worden toe- 83 0 0 50 8 · - .----------------------------------------- -3- (Τ* .... «*» gevoegd die door calcinering metaaloxiden geven.

Desgewenst kan het ferriet dat .dergelijke additionele ingrediënten bevat, als uitgangsmateriaal worden gebruikt voor andere ferrieten met andere eigenschappen. Dat wil.zeggen dat oxiden van zink, magnesium en/o£ 5 ijzer verder daaraan kunnen worden toegevoegd, en het resulterende mengsel zoals in een gewenste vorm gegoten, wordt aan een secundaire calcinering onderworpen om een dergelijk ander ferriet te verkrijgen. Als alternatief kan het bovengenoemde ferriet voor verscheidene toepassingen worden gebruikt zonder aan een dergelijke secundaire calcinering te wor-10 den onderworpen. Het kan bijvoorbeeld worden vermalen en aan verf worden toegevoegd.

De uitvinding zal aan de hand van de voorbeelden van voorkeursuitvoeringsvormen nader worden toegelicht.

Voorbeeld I.

15 Men mengde 34 gew.delen vermalen ferromangaan met een gemiddelde deeltjesgrootte van ongeveer 4,0 jm, dat 18,6 gew.% ijzer en 74,1 gew.% mangaan bevatte, homogeen met 66 gew.dln ijzeroxidepoeder met een gemiddelde deeltjesgrootte van ongeveer 2 ^rni. Als bindmiddel werd 0,1 gew.dl polyvinylalcohol aan het mengsel toegevoegd om het mengsel te pelleteren.

20 De verkregen pelletdeeltjes hadden een diameter van ongeveer 8 mm en een lengte .van ongeveer 8 mm. Daarna werden de pellets in een elektrische buisoven gebracht en werd de oventemperatuur geleidelijk van kamertemperatuur verhoogd tot ongeveer 1100eC in een periode van ongeveer 2 uur.

Nadat die oventemperatuur nog een extra periode van. 1 uur was vastgehou-25 den, werden de pellets uit de oven verwijderd en onmiddellijk in water gebracht om daarin te worden gekoeld. Het bovengenoemde mengsel was zodanig samengesteld, dat het mangaangehalte ten'opzichte van het ijzerge-halte een atoomgewichtsverhouding van 1:2 had. Deze atoomgewichtsver-houding werd ook toegepast op alle mengsels van de hierna nog te beschrij-30 ven voorbeelden.

Als referentievoorbeeld A,werd een homogeen mengsel van 36 gew.dln elektrolytisch mangaandioxide, dat 60 gew..% mangaan bevatte (reagenskwa-liteit 1, volgens de Japanse Pharmacopeia, vermalen tot een gemiddelde deeltjesgrootte van ongeveer 5 ^im ) en 64 gew.dln van hetzelfde ijzer-35 oxide als in het voorgaande voorbeeld is gebruikt, gepelleteerd en met water gekoeld onder dezelfde omstandigheden als in het voorgaande voorbeeld.

8300508 -eS- * -4-

Als referentievoorbeeld Β, werd een homogeen mengsel van 57,5 gew. delen metallisch ijzerpoeder (reagenskwaliteit 1, volgens de.Japanse Pharmacopeia, vermalen tot een gemiddelde deeltjesgrootte van ongeveer 5 ^un) en 42,5 gew.dln van hetzelfde ferromangaanpoeder als in het voor-5 gaande voorbeeld werd gebruikt, gepelleteerd en met water gekoeld onder dezelfde omstandigheden.als in de voorgaande voorbeelden.

Als referentievoorbeeld C,werd een homogeen mengsel van 45 gew.dln van hetzelfde elektrolytische mangaandioxide als gebruikt werd in het bovengenoemde referentievoorbeeld A, en 55 gew.dln van hetzelfde metal-10 lisch ijzerpoeder als gebruikt werd in het voorgaande voorbeeld B, gepelleteerd en met water gekoeld onder dezelfde omstandigheden als in de voorgaande voorbeelden.

Teneinde vast te stellen hoe de ferrietvormingsreactie volgens de onderhavige uitvinding werd bevorderd, werden de respectievelijke pellets 15 van voorbeeld I en de referentievoorbeelden A, B en C onderworpen aan poederröntgendiffractometrie, waarvan de resultaten in de onderstaande tabel zijn getoond:

Voorbeelden intensiteit bij intensiteit bij d = 2,56 8 d = 2,69 & 20 I 100 5 A 73 13 B 65 15 C 82 10 25 De piekintensiteit bij d = 2,56 £ , een hoofdpiek voor MnFe.0., werd als referentieïntensLteitvan 100 in de röntgendiffractometrie van het ferrietprodukt volgens de onderhavige uitvinding gekozen, en de relatieve intensiteiten in de referentievoorbeelden ten opzichte van de refe-rentielntensiteit en relatieve intensiteiten ten opzichte daarvan bij 30 d = 2,69 R, dat vrij a-Fe^^ vertegenwoordigt, werden vastgesteld.

Zoals duidelijk uit de in. de tabel getoonde resultaten van de röntgendif fractometrie blijkt, was voorbeeld I, dat de onderhavige uit- m »

vinding vertegenwoordigt superieur aan elk van de referentievoorbeelden A, B en C wat de intensiteit bij d = 2,56 8 betreft, terwijl voorbeeld I

83 0 0 50 8 ........—- ...........·-.................................- f ♦ . «Τ' i» -5- een intensiteit bij d = 2,69 £, dat vrij Pe^O^ voorstelt, vertoont van minder dan de helft van de niveaus van de referentievoorbeelden A, B of C. Dit betekent natuurlijk dat de ferrietvormingsreactie van mangaan en ijzer goed bevorderd is.in het produkt volgens de onderhavige uitvinding.

5 Hoewel de pellets in de bovenstaande voorbeelden gecalcineerd werden door ze gedurende één uur op 1100°C te houden, werden vrijwel dezelfde tendens en resultaten waargenomen wanneer de calcineringstempera-tuur 2 of 3 uur werd aangehouden of wanneer de calcineringstemperatuur verhoogd werd tot 1150°C of 1200°C.

10 Voorbeeld II

Men mengde homogeen 16 gew.dln van hetzelfde ferromangaan als gebruikt werd in het voorbeeld I, 18 gew.dln zinkoxide van reagenskwali-teit 1, volgens de Japanse Pharmacopeia, en 66 gew.dln van hetzelfde ijzeroxide als gebruikt werd in voorbeeld I. Als bindmiddel werd 0,1 15 gew.dl polyvinylalcohol aan het mengsel toegevoegd teneinde dit te pelleteren. De verkregen pelletdeeltjes hadden een .diameter van ongeveer 8 mm en een lengte van ongeveer 8 mm. De pellets werden in een elektrische buisoven gebracht en de oventemperatuur werd geleidelijk van kamertemperatuur verhoogd tot· ongeveer 1200°C in een periode van ongeveer 2,5 uur.

20 Nadat deze oventemperatuur nog 1 uur extra was aangehouden, werd de ovenatmosfeer vervangen door stromend stikstofgas en werden de pellets daarin gehouden om tot kamertemperatuur af te koelen.

De aldus behandelde pellets werden aan poederröntgendiffractometrie f onderworpen, hetwelk aantoonde dat het ferrietprodukt.volgens de onder-25 havige uitvinding, bereid door calcinering bij 1200ÖC, geen piek vertoonde bij d = 2,69 £, welke niet gereageerd hebbend a-Fe^O^ vertegenwoordigt. Wanneer de calcineringstemperatuur van de bovengenoemde refe-rentievoprbeelden A, B en C daarentegen werd verhoogd tot 12Q0°C, werden pieken van ongeveer 5 in termen van relatieve intensiteit bij d = 2,69 £ 30 waargenomen.

Zoals uit de bovenstaande voorbeelden blijkt, werd de ferrietvormingsreactie in een aanzienlijk kortere tijdsduur gerealiseerd volgens de onderhavige uitvinding.

830 0 50 8 - ----------------------------

Claims

1. Werkwijze voor het'bereiden van ferrieten, met het kenmerk, dat men een mengsel bereid van ijzeroxidepoeder en ferromangaanpoeder; het verkregen mengsel pelleteert; en de verkregen pellets bij 900°C of hogere temperaturen calcineert om ze te oxideren. 5

2. Werkwijze voor het bereiden van ferrieten, met het kenmerk, dat men een mengsel van ijzeroxidepoeder, ferromangaanpoeder en ten minste één component, gekozen uit de groep zinkoxidepoeder, magnesiumoxidepoe-der en nikkeloxidepoeder, bereidt;het verkregen mengsel pelleteert? en de verkregen pellets bij 900°C of hogere temperaturen calcineert om ze 10 te oxideren. 83 0 0 50 8 —--------------------------------------------------------------------