[发明专利]一种锰铁尖晶石磁性材料前驱体的制备方法

说明书

本发明公开了一种锰铁尖晶石磁性材料前驱体的制备方法，该方法是将包括锰源和铁源在内的原料细磨后，与粘结剂和水进行混合造块，所得生块经过干燥、焙烧，得到焙烧团块，所得焙烧团块经过磨矿、磁选，即得磁性锰铁尖晶石材料；该方法与传统采用纯物质焙烧制备锰铁尖晶石的工艺相比，可以直接采用储量巨大的矿物或二次资源为原料，磁选后所得锰铁尖晶石纯度高、磁性能好；该方法具有原料来源广泛、工艺简单、成本低等优点，易于实现工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种锰铁尖晶石磁性材料前驱体的制备方法，特别涉及一种利用低品位铁矿物和锰矿物为直接原料，通过焙烧-磁选的方法制备矿物基锰铁尖晶石材料的方法，属于高温固相反应法制备功能材料的领域。

背景技术

尖晶石型铁氧体的化学分子式为MFe₂O₄，M是指离子半径与二价铁离子相近的二价金属离子Mn²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Mg²⁺、Co²⁺等)或平均化学价为二价的多种金属离子组。使用不同的替代金属，可以合成不同类型的铁氧体。(以Zn²⁺替代Fe²⁺所合成的复合氧化物ZnFe₂O₄称为锌铁氧体，以Mn²⁺替代Fe²⁺所合成的复合氧化物MnFe₂O₄称为锰铁氧体)。通过控制替代金属，可以达到控制材料磁特性的目的。由一种金属离子替代而成的铁氧体称为单组分铁氧体。由两种或两种以上的金属离子替代可以合成出双组分铁氧体和多组分铁氧体。锰锌铁氧体(Mn-ZnFe₂O₄)和镍锌铁氧体(Ni-ZnFe₂O₄)就是双组分铁氧体，矿物基铁氧体(Mn-Mg-ZnFe₂O₄)为多组分铁氧体。铁锰基尖晶石型铁氧体用途非常广，品种多，数量大，产值高的一种铁氧体材料。软磁材料主要用作各种电感元件，如滤波器磁芯、变压器磁芯、无线电磁芯，以及磁带录音和录像磁头等，也是磁记录元件的关键材料。硬磁材料主要用于电信器件中的录音器，拾音器、扬声器，各种仪表的磁芯等。

目前制备此类材料的方法均是采用分析纯或高纯矿物粉末采用高温固相合成法经多段焙烧磨矿的方式来制备，直接采用低品位的锰矿制备锰铁尖晶石材料鲜有报道。高温固相合成法是工业生产此类尖晶石材料最主要和最成熟的方法，是指在高温(1200～1500℃)下，固体界面间经过接触，反应，成核，晶体生长反应而生成一大批复合氧化物。高温固相法是一种传统的制备此类材料的工艺，由于该法制备的粉体颗粒无团聚、填充性好、成本低、产量大、制备工艺简单等优点，迄今仍是常用的方法。

传统固相反应法以分析纯、超高品质的矿物为原料制备锰铁尖晶石材料。但是制备分析纯和矿物的分离提纯需要很长的工艺流程、消耗大量的化学试剂，导致成本高、效率低。

此外，我国锰矿累计探明储量为64351万t，保有储量59204万t，主要分布在广西、湖南、贵州、四川、辽宁、云南等省区，占全国锰矿资源总储量的90％。我国锰矿石品位低，高品位优质富锰矿资源几乎没有，我国锰矿石的锰平均品位在20％左右，普遍含有较高的铁、镁、锌等元素，其中铁含量超过标准(Mn/Fe<7)的锰矿占73％，绝大部分属于铁锰矿，利用此种类型的锰矿需要进行选矿和火法处理分离提取其中的锰和铁，且由于锰和铁原子序数仅相差1，化学性质极其相似，实现锰和铁的彻底分离，难度非常大，成本非常高，如何实现此类锰矿资源的增值加工是目前广大科技工作者所面临的共同难题。

因此，根据当前国内锰、铁矿资源特点，以锰矿物、铁矿物、二次资源为原料直接高效制备锰铁氧体磁性材料，对实现国内矿物资源合理增值加工利用具有十分重要的意义。

发明内容