RU2817877C1 - Способ получения порошка магнетита - Google Patents
Способ получения порошка магнетита Download PDFInfo
- Publication number
- RU2817877C1 RU2817877C1 RU2023135904A RU2023135904A RU2817877C1 RU 2817877 C1 RU2817877 C1 RU 2817877C1 RU 2023135904 A RU2023135904 A RU 2023135904A RU 2023135904 A RU2023135904 A RU 2023135904A RU 2817877 C1 RU2817877 C1 RU 2817877C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- iron
- oxide material
- production
- magnetite
- Prior art date
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 34
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 57
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910015473 FeFe2O4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract 3
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 10
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 9
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 9
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 8
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 5
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 7
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 abstract description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 3
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000004058 oil shale Substances 0.000 abstract description 3
- 239000003973 paint Substances 0.000 abstract description 3
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 239000002872 contrast media Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 abstract description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 2
- 229940079593 drug Drugs 0.000 abstract description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000976 ink Substances 0.000 abstract description 2
- 239000006247 magnetic powder Substances 0.000 abstract description 2
- 238000002595 magnetic resonance imaging Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 abstract description 2
- 239000004035 construction material Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 abstract 1
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 4
- 229910002548 FeFe Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 2
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052595 hematite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011019 hematite Substances 0.000 description 1
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению порошка магнетита. Может использоваться в производстве лакокрасочных покрытий, керамической глазури, полирующих составов, косметики, лекарств, наполнителей, строительных материалов, чернил, может применяться в качестве контрастного агента в магнитно-резонансной томографии, для проведения магнитно-порошковой дефектоскопии деталей из ферромагнитных материалов в машиностроительной, авиастроительной и других отраслях промышленности, а также при производстве суспензии для мокрого обогащения горючих сланцев. Смешивают 60-80 мас. % железосодержащего оксидного материала и 20-40 мас. % пылевидной фракции восстановленного железа. Полученный конгломерат отжигают при температуре 730-850°С и давлении инертной атмосферы 20-60 Па. Обеспечивается получение порошка магнетита, в котором основная масса частиц имеет размер от 45 до 160 мкм, с содержанием основного компонента FeFe2O4 не менее 95 % и низким содержанием примесей. 4 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 пр.
Description
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению порошка c магнитными свойствами, который может быть использован в производстве лакокрасочных покрытий, керамической глазури, а также некерамических продуктов, таких как полирующие составы, косметика, лекарства, наполнители, строительные материалы и чернила, эффективен, как контрастный агент в магнитно-резонансной томографии, может применяться для проведения магнитно-порошковой дефектоскопии деталей (изделий, оборудования) из ферромагнитных материалов в машиностроительной, авиастроительной и других отраслях промышленности, а также при производстве суспензии для мокрого обогащения горючих сланцев.
Известен способ получения магнетита, включающий смешивание оксида железа с восстановлением, нагревание смеси, выдержку ее при повышенной температуре и охлаждение в закрытом объеме в инертной среде, при этом в качестве восстановителя используют железный порошок, нагревание смеси проводят до 740-840°С с выдержкой при указанной температуре в течение 2-3 ч и после охлаждения продукт подвергают измельчению [RU 2039708, МПК C01G 49/08, 1995].
Недостатком этого метода является получение порошка с размером частиц от 5 до 10 мкм, крупность которого зависит от используемого сырья, низкие значения насыпной плотности, а также необходимость применения герметичного контейнера с водоохлаждаемой крышкой для отжига в шахтной печи, что увеличивает стоимость материала.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в получении порошка магнетита, основная масса частиц которого лежит в диапазоне от 45 до 160 мкм, с содержанием основного компонента FeFe2O4 не менее 95 % и с низким содержанием примесей.
Технический результат достигается тем, что способ получения порошка магнетита включает смешение железосодержащего оксидного материала с пылевидной фракцией восстановленного железа, отжиг полученной смеси в инертной атмосфере, с последующим измельчением полученного конгломерата, при этом смешение железосодержащего оксидного материала с пылевидной фракцией восстановленного железа осуществляют при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| железосодержащий оксидный материал | 60 – 80 |
| пылевидная фракция восстановленного железа | 20 – 40, |
а отжиг полученного конгломерата осуществляют при температуре 730-850°С и давлении инертной атмосферы 20 - 60 Па.
Применяют железосодержащий оксидный материал с химическим составом, мас. %:
| Fe2O3 | 93,0-98,0 % |
| SiO2 | 1,0-4,0 % |
| неизбежные примеси | остальное |
Применяют железосодержащий оксидный материал с фракционным составом, в мм:
| 0,20-0,25 | не более 7 мас. % |
| от 0,16 до 0,20 | не более 7 мас. % |
| 0,045-0,16 | остальное |
| менее 0,045 | не более 15 мас. % |
Получают порошок магнетита, содержащий, мас. %:
| FeFe2O4 | 95,0-97,0 % |
| FeO | 1,0-4,0 % |
| SiO2 | не более 2 % |
| неизбежные примеси | остальное |
Получают порошок магнетита с фракционным составом, мкм:
| 100-160 | 2,0-5,0 мас. % |
| от 71 до 100 | 45,0-52,0 мас. % |
| от 45 до 71 | 30,0-37,0 мас. % |
| менее 45 | 12,0-17,0 мас. % |
Сущность изобретения
Способ получения порошка магнетита включает смешивание железосодержащего оксидного материала с пылевидной фракцией восстановленного железа, отжиг полученного агломерата в инертной атмосфере с последующим измельчением полученного конгломерата, при этом смешивание железосодержащего оксидного материала с пылевидной фракцией восстановленного железа осуществляют при соотношении компонентов, мас. %: железосодержащий оксидный материал 60–80, пылевидная фракция восстановленного железа 20–40. Такое соотношение является оптимальным для получения порошка с содержанием FeFe2O4 не менее 95,0 %.
После смешивания осуществляют отжиг в проходной печи в инертной атмосфере при температуре 730-850°С и давлении инертной атмосферы 20-60 Па. Данные условия обеспечивают восстановление гематита до магнетита, при этом не происходит избыточного припекания порошковых частиц друг к другу, что позволяет производить измельчение восстановленного материала до порошка необходимого фракционного состава.
Используемая пылевидная фракция восстановленного железа, является отходом производства и имеет следующие характеристики: размер частиц не превышает 5 мкм, а необходимый объём до 10 % избытка против стехиометрически необходимого количества обеспечивает получение порошка, содержащего более 95,0% магнетита, с показателями магнитной проницаемости не менее 3,5 отн. единиц.
Для смешения применяют железосодержащий оксидный материал с химическим составом, мас. %:
| Fe2O3 | 93,0-98,0 % |
| SiO2 | 1,0-4,0 % |
| неизбежные примеси | остальное |
Применение данного материала при производстве с необходимыми технологическими параметрами обеспечивает получение порошка магнетита, удовлетворяющего требованиям при использовании его в различных сферах промышленности. Оксидный материал получают из отходов металлургического производства, в частности это оксидные материалы, извлеченные из отработанных травильных растворов.
Железосодержащий оксидный материал перед смешением измельчают в шаровой мельнице до фракционного состава, мм:
| 0,20-0,25 | не более 7 мас. % |
| от 0,16 до 0,20 | не более 7 мас. % |
| 0,045 до 0,16 | остальное |
| менее 0,045 | не более 15 мас. % |
Это необходимо для получения порошка необходимой крупности с высокими магнитными характеристиками.
После отжига проводят измельчение полученного конгломерата до получения порошка магнетита следующего фракционного состава, мкм:
| 100,0-160,0 | 2,0-5,0 мас. % |
| от 71,0 до 100,0 | 45,0-52,0 мас. % |
| от 45,0 до 71,0 | 30,0-37,0 мас. % |
| менее 45,0 | 12,0-17,0 мас. % |
Измельчение производится в молотковой дробилке, которая обеспечивает получение порошка магнетита необходимого фракционного состава.
Получаемый порошок магнетита содержит, мас. %:
| FeFe2O4 | 95,0-97,0 % |
| FeO | 1,0-4,0 % |
| SiO2 | не более 2 % |
| неизбежные примеси | остальное |
Примеры реализации
В условиях ПАО «Северсталь» из отходов металлургического производства были получены несколько вариантов железосодержащего оксидного материала, характеристики которых представлены в таблице 1. В последствии полученный железосодержащий оксидный материал смешивали с пылевидной фракцией восстановленного железа с размером частиц не больше 5 мкм и необходимым объёмом до 10 % избытка против стехиометрически необходимого количества, полученный конгломерат отжигали в проходной печи в инертной атмосфере при температуре 730-850°С и давлении инертной атмосферы 20-60 Па, после чего измельчали до получения порошка магнетита. Характеристики полученного порошка магнетита представлены в таблице 2.
В первом примере осуществляли смешение железосодержащего оксидного материала и восстановленного порошка железа в соотношении 65 % и 35 % соответственно, после чего полученный конгломерат отжигали в проходной печи в инертной атмосфере при температуре 800°С и давлении инертной атмосферы 40 МПа, во втором примере осуществляли смешение железосодержащего оксидного материала и восстановленного порошка железа в соотношении 75 % и 25 % соответственно, после чего полученный конгломерат отжигали в проходной печи в инертной атмосфере при температуре 740°С и давлении инертной атмосферы 55 МПа, в третьем примере осуществляли смешение железосодержащего оксидного материала и восстановленного порошка железа в соотношении 68 % и 32 % соответственно, после чего полученный конгломерат отжигали в проходной печи в инертной атмосфере при температуре 830°С и давлении инертной атмосферы 34 МПа, в четвертом примере осуществляли смешение железосодержащего оксидного материала и восстановленного порошка железа в соотношении 60% и 40% соответственно, после чего полученный конгломерат отжигали в проходной печи в инертной атмосфере при температуре 765°С и давлении инертной атмосферы 30 МПа.
Полученный порошок характеризовался содержанием, мас. %:
| FeFe2O4 | 95,0-97,0 % |
| FeO | 1,0-4,0 % |
| SiO2 | не более 2 % |
| неизбежные примеси | остальное |
и фракционным составом, мкм:
| 100,0-160,0 | 2,0-5,0 мас. % |
| от 71,0 до 100,0 | 45,0-52,0 мас. % |
| от 45,0 до 71,0 | 30,0-37,0 мас. % |
| менее 45,0 | 12,0-17,0 мас. % |
Использование предлагаемого способа позволяет получить порошок магнетита с содержанием FeFe2O4 не менее 95 %, с магнитной восприимчивостью не менее 3,5 отн. единиц, с размером частиц от 0 до 160 мкм, пригодного для применения при производстве лакокрасочных покрытий, суспензии для мокрого обогащения горючих сланцев, а также подходящего для проведения магнитно-порошковой дефектоскопии деталей (изделий, оборудования) из ферромагнитных материалов в машиностроительной, авиастроительной и других отраслях промышленности.
Таблица 1
Характеристики железосодержащего оксидного материала
| № примера | Химический состав, мас. % | Гранулометрический состав, % | |||||
| Fe2O3 | SiO2 | неизбежные примеси | 0,20-0,25, мм | от 0,16 до 0,20, мм | 0,045 до 0,16, мм | менее 0,045, мм | |
| 1 | 94,0 | 2,0 | 4,0 | 6,0 | 5,0 | 77,0 | 13,0 |
| 2 | 97,0 | 2,8 | 0,2 | 5,0 | 5,0 | 80,0 | 10,0 |
| 3 | 95,5 | 1,5 | 3,0 | 6,5 | 2,0 | 80,5 | 11,0 |
| 4 | 96,0 | 2,0 | 2,0 | 4,0 | 3,5 | 84,0 | 8,5 |
Таблица 2
Характеристики порошка магнетита
| № примера | Химический состав, мас. % | Гранулометрический состав, мкм | ||||||
| FeFe2O4 | FeO | SiO2 | Неизбежные примеси | 100,0-160,0 | от 71,0 до 100,0 | от 45,0 до 71,0 | менее 45,0 | |
| 1 | 96,0 | 2,6 | 1,35 | 0,05 | 2,5 | 47,3 | 33,8 | 16,4 |
| 2 | 95,0 | 2,2 | 2,0 | 0,8 | 3,2 | 48,7 | 32,5 | 15,6 |
| 3 | 97,0 | 1,4 | 1,0 | 0,6 | 4,0 | 50,9 | 32,6 | 12,5 |
| 4 | 95,4 | 2,2 | 1,2 | 1,2 | 3,5 | 45,7 | 34,4 | 16,4 |
Claims (11)
1. Способ получения порошка магнетита, включающий смешение железосодержащего оксидного материала с пылевидной фракцией восстановленного порошка железа и отжиг полученной смеси в инертной атмосфере с последующим измельчением полученного конгломерата, отличающийся тем, что смешение железосодержащего оксидного материала с пылевидной фракцией восстановленного порошка железа осуществляют при следующем соотношении компонентов, мас. %:
а отжиг полученной смеси осуществляют при температуре 730-850°С и давлении инертной атмосферы 20 – 60 Па.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что применяют железосодержащий оксидный материал с химическим составом, мас. %:
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что применяют железосодержащий оксидный материал с фракционным составом, мм:
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что получают порошок магнетита, содержащий, мас. %:
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что получают порошок магнетита с фракционным составом, мкм:
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2817877C1 true RU2817877C1 (ru) | 2024-04-22 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU897897A1 (ru) * | 1979-10-16 | 1982-01-15 | Новочеркасский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им. С. Орджоникидзе | Способ получени порошка магнетита |
| SU1150056A1 (ru) * | 1983-07-11 | 1985-04-15 | Карагандинский металлургический комбинат | Способ получени черного магнитного порошка |
| RU2039708C1 (ru) * | 1992-05-19 | 1995-07-20 | Рукин Валентин Васильевич | Способ получения магнетита |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU897897A1 (ru) * | 1979-10-16 | 1982-01-15 | Новочеркасский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им. С. Орджоникидзе | Способ получени порошка магнетита |
| SU1150056A1 (ru) * | 1983-07-11 | 1985-04-15 | Карагандинский металлургический комбинат | Способ получени черного магнитного порошка |
| RU2039708C1 (ru) * | 1992-05-19 | 1995-07-20 | Рукин Валентин Васильевич | Способ получения магнетита |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO1999038174A1 (fr) | Aimant lie, bobine magnetique et ferrite en poudre a utiliser pour leur preparation et leur procede de production | |
| RU2817877C1 (ru) | Способ получения порошка магнетита | |
| WO2022038531A1 (en) | A permanent magnetic material and a method for its preparation | |
| US3897355A (en) | Method of making permanent ferrite magnets | |
| US3948785A (en) | Process of manufacturing ferrite materials with improved magnetic and mechanical properties | |
| CN111466000B (zh) | 铁氧体预烧体、铁氧体烧结磁体及其制造方法 | |
| RU2818207C1 (ru) | Получение магнитомягких марганец-цинковых ферритов золь-гель методом | |
| EP3885327B1 (en) | Calcined ferrite, and sintered ferrite magnet and its production method | |
| TW201842196A (zh) | 造粒燒結原料的製造方法及燒結礦的製造方法 | |
| JPH07166201A (ja) | 鱗片状軟磁性粉末の加熱処理方法 | |
| JPS61238901A (ja) | 強磁性粉末 | |
| US11776720B2 (en) | Calcined ferrite, and sintered ferrite magnet and its production method | |
| CN110922072A (zh) | 一种水泥制备方法 | |
| JP7396137B2 (ja) | フェライト仮焼体、フェライト焼結磁石及びその製造方法 | |
| WO2024190358A1 (ja) | フェライト粉末及びそれを含む樹脂組成物 | |
| JPS59232238A (ja) | 焼結鉱製造法 | |
| CN117383923A (zh) | 一种钙钡锶永磁铁氧体及其制备方法 | |
| JP5331426B2 (ja) | 軟磁性フェライト粒子およびその製造方法 | |
| JP5331425B2 (ja) | 軟磁性フェライト粒子の製造方法 | |
| KR20200105300A (ko) | 시멘트 원료 및 이를 포함하는 시멘트 배합 조성물 | |
| JP2024052568A (ja) | フェライト焼結磁石の製造方法 | |
| JPH039161B2 (ru) | ||
| JPS62137812A (ja) | 圧粉磁性体用アトマイズ鉄粉 | |
| JPH01107502A (ja) | 磁性流体の製造法 | |
| CN111627635A (zh) | 一种r-t-b系永磁材料及其制备方法 |