[发明专利]纳米尺寸铁氧体的制备

权利要求书

1.从冶金炉渣制备纳米尺寸铁氧体颗粒的方法,该方法包括以下步骤:

a)提供装有含CaO、SiO₂、FeO，和选自MnO、Cr₂O₃、V₂O₃中至少一种的熔融炉渣的浇桶，

b)在温度为1573K-1773K(1300-1500℃)之间氧化该炉渣10-90分钟,

c)从浇桶中移出至少一部分炉渣，

d)将被移出的炉渣部分冷却至温度低于373K(100℃),

e)从被冷却的部分提取纳米尺寸的锰铁氧体、和/或铬铁氧体、和/或钒铁氧体颗粒。

2.根据权利要求1的制备纳米尺寸铁氧体颗粒的方法，其中该炉渣在氧化步骤b)的过程中被搅拌。

3.根据权利要求1或2的制备纳米尺寸铁氧体颗粒的方法，其中氧化气体，优选空气,在步骤b)中被吹送到该炉渣表面和/或鼓泡通过该炉渣。

4.根据权利要求1-3中任一项的制备纳米尺寸铁氧体颗粒的方法，其中步骤c)之前，优选在步骤b)期间，施加正交电磁场，两个场基本上平行于炉渣表面排列，且引导炉渣中的磁性或弱磁性颗粒向该炉渣表面移动,且其中步骤c)包括移去磁性或弱磁性颗粒聚集的炉渣顶层。

5.根据权利要求4的制备纳米尺寸铁氧体颗粒的方法，其中磁场范围为0.5-10T,且电场通过在浇桶中提供两个隔开的用于施加5-50V范围电压的电极而产生。

6.根据权利要求4或5的制备纳米尺寸铁氧体颗粒的方法，其中移去顶层后，重复氧化该炉渣以及施加正交电磁场，用于将剩余的磁性或弱磁性颗粒聚集在炉渣表面，随后再一次移去顶层，这一过程可以重复进行，直到基本上所有的或所需要量的磁性或弱磁性颗粒从炉渣中被提取出来。

7.根据权利要求1-6中任一项的制备纳米尺寸铁氧体颗粒的方法,其中该炉渣以熔融状态直接从钢熔体中被提供到炉渣浇桶里。

8.根据权利要求1-7中任一项的制备纳米尺寸铁氧体颗粒的方法,其中通过碱度太低时向炉渣添加CaO，和碱度太高时向炉渣添加SiO₂，该炉渣的碱度被调整为1-3的范围，优选1.5-2.5。

9.根据权利要求1-8中任一项的制备纳米尺寸铁氧体颗粒的方法，其中FeO和MnO的量被调整为最适合MnFe₂O₄形成,使得当补偿竞争元素时,Fe和Mn的比率调整为大约2。

10.根据权利要求1-9中任一项的制备纳米尺寸铁氧体颗粒的方法，其中步骤c)中冷却速率为至少3°/s，降低到温度1273K(1000℃),优选至少5°/s。

11.根据权利要求1-10中任一项的制备纳米尺寸铁氧体颗粒的方法，其中所述冷却通过将待冷却的部分置于水浴中进行，优选该水浴具有283K-323K(10-50℃)的温度范围，该冷却的部分在水浴中时，任选被研磨以提供一种浆料，该浆料包含锰铁氧体和/或铬铁氧体和/或钒铁氧体，以及一定量非所需的沉淀相如硅酸钙。

12.根据权利要求11的制备纳米尺寸铁氧体颗粒的方法，其中该浆料进行磁性分离过程，以从浆料提取出锰铁氧体和/或铬铁氧体和/或钒铁氧体颗粒，优选通过施加至少0.5T的磁场并收集颗粒，任选施加正交电磁场。

13.根据权利要求1-12中任一项的制备纳米尺寸铁氧体颗粒的方法，其中该炉渣包含，以重量%计:

20-50CaO,

10-40SiO₂,

10-40FeO,

5-20MnO和/或Cr₂O₃、和/或V₂O₃。