專利名稱：軟磁鐵氧體用四氧化三錳的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及功能材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說為軟磁材料用化學(xué)品的制備方法。
四氧化三錳是一種無機(jī)功能材料。作為軟磁鐵氧體的主要原料四氧化三錳不僅要求有高純的化學(xué)指標(biāo)，還要有良好的物理指標(biāo)，其中比表面是重要的物理指標(biāo)，它直接影響四氧化三錳的活性和鐵氧體的質(zhì)量。目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)工藝均以昂貴的電解金屬錳粉為原料，采用液相氧化法生產(chǎn)四氧化三錳。其缺點(diǎn)是生產(chǎn)成本高，產(chǎn)品活性差，比表面小(均在5～7m2/g)。如中國(guó)專利CN96116905曾報(bào)道過這種方法。為了降低成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，以硫酸錳或軟錳礦為原料，經(jīng)碳化、焙燒生產(chǎn)四氧化三錳是一條有效的方法。中國(guó)專利CN98112437提出，以硫酸錳為原料，經(jīng)碳化、焙燒制備四氧化三錳的方法，但未涉及具體的除雜工藝和合成工藝，更未說明產(chǎn)品指標(biāo)及比表面大小等技術(shù)參數(shù)。
本發(fā)明的目的在于提供一種以軟錳礦或硫酸錳為原料，不使用昂貴的金屬錳，用化學(xué)處理方法直接制取大比表面四氧化三錳的方法。其重點(diǎn)在于通過除雜、合成、焙燒工藝控制產(chǎn)品的雜質(zhì)含量和比表面。
本發(fā)明的主要技術(shù)方案首先將硫酸錳溶液的PH值調(diào)至5～6，加入有機(jī)高分子絮凝劑，過濾除雜，其次將碳酸氫銨溶液加到精制的硫酸錳溶液中，得到的沉淀物經(jīng)洗滌、烘干制得高純碳酸錳，碳酸錳于950℃～1050℃下焙燒1～2小時(shí)，即可得到比表面大于20m2/g的四氧化三錳。
上述硫酸錳溶液是由軟錳礦制得的。
上述的有機(jī)高分子絮凝劑可使硫酸錳溶液中的二氧化硅微粒及其他懸浮物形成較大絮團(tuán)，過濾除去。
上述的有機(jī)高分子絮凝劑為丙烯酸或丙烯酸鹽的聚合物。
上述的碳酸錳合成是將飽和碳酸氫銨溶液加入到一定濃度精制的硫酸錳溶液中，同時(shí)加入抑制劑使鈣、鎂等金屬離子保留在母液中，而錳離子則沉淀為碳酸錳。
上述的抑制劑為有機(jī)膦羧酸或其鹽的共聚物。
上述的硫酸錳溶液濃度為100～400g/l。
上述的碳酸錳焙燒時(shí)間為1-2小時(shí)，焙燒溫度為950℃～1050℃。
本發(fā)明的工藝過程分述如下1、在濃度為100～400g/l的硫酸錳溶液中，于20～80℃下，調(diào)PH值至5-6，再加入100～200ppm有機(jī)高分子絮凝劑，充分?jǐn)噭蚝?，過濾，得到精制的硫酸錳溶液。
2、將濃度為200g/l的碳酸氫銨溶液加到濃度為100～400g/l的精制硫酸錳溶液中，同時(shí)加入50-200ppm抑制劑，控制反應(yīng)溫度為20～90℃，PH值5～9，得到的沉淀物經(jīng)洗滌、烘干，得到高純碳酸錳。
3、高純碳酸錳在950℃～1050℃下焙燒1～2小時(shí)，制得四氧化三錳。其產(chǎn)品指標(biāo)為Mn70～71％SiO2≤0.01％Ca≤0.01％ Mg≤0.005％Pb≤0.001％ 比表面≥20m2/g本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明是以軟錳礦或硫酸錳為原料，不經(jīng)電解直接采用化學(xué)處理方法制取高純四氧化三錳。所用原材料價(jià)廉易得，生產(chǎn)成本低；所用工藝先進(jìn)、操作簡(jiǎn)單、易控制；所得產(chǎn)品比表面大、活性好、純度高。
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但不限于本實(shí)施例。
實(shí)施例濃度為200g/l的硫酸錳溶液3000ml，于40℃下調(diào)PH值至5-6，再加入150ppm聚丙烯酸鈉，充分?jǐn)噭?，過濾，得精制的硫酸錳溶液。將濃度為200g/l的碳酸氫銨溶液3140ml，于40℃下加到精制的硫酸錳溶液中，同時(shí)加入100ppm聚膦羧酸鈉，沉淀產(chǎn)物洗滌、烘干后，于1000℃下焙燒1.5h，最終制得高純四氧化三錳。其產(chǎn)品指標(biāo)為(重量百分含量)Mn71％ SiO20.005％Ca0.006％Mg0.004％Pb0.001％比表面22m2/g
權(quán)利要求
1.一種軟磁鐵氧體用四氧化三錳的制備方法，以軟錳礦或硫酸錳為原料，其特征在于首先將硫酸錳溶液的PH值調(diào)至5～6，加入有機(jī)高分子絮凝劑，過濾；其次將碳酸氫銨溶液和精制硫酸錳溶液反應(yīng)生成碳酸錳，然后經(jīng)洗滌、烘干、焙燒，得到比表面大于20m2/g的四氧化三錳。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于硫酸錳溶液是由軟錳礦制得。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于用有機(jī)高分子絮凝劑使硫酸錳溶液中的二氧化硅微粒及其他懸浮物形成較大絮團(tuán)，過濾除去。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于有機(jī)高分子絮凝劑為丙烯酸或丙烯酸鹽的聚合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于碳酸錳的合成是將飽和碳酸氫銨溶液加入到一定濃度精制的硫酸錳溶液中，同時(shí)加入抑制劑使鈣、鎂等金屬離子保留在母液中，而錳離子則沉淀為碳酸錳。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于抑制劑為有機(jī)膦羧酸或其鹽的共聚物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、5的方法，其特征在于硫酸錳溶液濃度為100～400g/l。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于碳酸錳焙燒時(shí)間為1-2小時(shí)，焙燒溫度為950℃～1050℃。
全文摘要
本發(fā)明涉及功能材料技術(shù)領(lǐng)域,以軟錳礦或硫酸錳為原料,碳化轉(zhuǎn)為碳酸錳,最后經(jīng)焙燒制得比表面大于20m
文檔編號(hào)C01G45/02GK1295978SQ0013621
公開日2001年5月23日 申請(qǐng)日期2000年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月25日
發(fā)明者劉紅光, 葉學(xué)海, 于曉微 申請(qǐng)人:化學(xué)工業(yè)部天津化工研究設(shè)計(jì)院