一种铁磁性微晶陶瓷以及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种铁磁性微晶陶瓷以及制备方法。所述制备方法包括以下步骤：将铜尾渣预处理，得到制坯粉料，或者，将铜尾渣和辅料分别进行预处理，然后混匀，得到制坯粉料；向制坯粉料加入聚乙烯醇溶液进行混合造粒，筛分，干燥，得到制坯粒料；对制坯粒料模压成型得到微晶陶瓷素坯；将微晶陶瓷素坯进行热处理，冷却，得到铁磁性微晶陶瓷。所述铁磁性微晶陶瓷由上述所述的制备方法制得。本发明专利技术的有益效果可包括：综合利用固体废弃物，合理有效地实现了多种固体废弃物的最大化利用，不仅减少了因堆存可能引发的生态破坏和环境危害，而且变废为宝，制备出了一种新型的磁性材料。制备出了一种新型的磁性材料。制备出了一种新型的磁性材料。

【技术实现步骤摘要】
一种铁磁性微晶陶瓷以及制备方法


[0001]本专利技术属于微晶陶瓷
，具体来讲，涉及一种铁磁性微晶陶瓷以及制备方法。

技术介绍

[0002]随着工业大步伐的迈进，炼铜产业迅猛发展，产生的铜尾矿排放量也日益增多。据估计，每生产1吨铜会排放约400吨的铜尾矿。因此，对铜尾矿的综合利用越来越受到关注。然而，铜尾渣属于固体废弃物的一种，铜尾矿先后依次进行氧化焙烧来释放硫和还原焙烧来磁选铁后产生的废渣。无论是铜尾矿还是铜尾渣的大量堆存给铜矿企业、生态环境和经济市场招致困扰与带来不利影响。因此，将铜尾渣作为二次资源，用来制备微晶陶瓷，对铜尾渣的资源化利用和环境保护具有重要的实际意义。其中，兼具有磁性和生物活性的铁磁性微晶陶瓷由于在玻璃中有磁性晶体的嵌入，从而成为一种特殊的复合材料，即热种子材料，更具有广阔的应用前景。
[0003]专利号为CN107117820A的专利技术专利公开了一种磁性微晶玻璃，该专利技术以铁尾矿和CRT玻璃为主要原料，通过额外添加Fe2O3粉末，采用高温熔融烧结方法制备了磁性微晶玻璃，饱和磁感应强度为0.01～10emu/g，具有软磁性。该专利技术采用的是高温熔融方法，能耗高，过程中添加了额外的铁资源，增加了生产成本。
[0004]专利号为CN105236745A的专利技术专利公开了一种铁磁性Fe3O4纳米微晶玻璃及其制备方法，该方法将BaO、Fe2O3、B2O3、SiO2和Sb2O3等氧化物按一定配比混料，然后依次熔融成玻璃液，浇注成型，退火，随炉冷却，切割加工，热处理，随炉冷却。该专利技术制备的铁磁性微晶玻璃原料都是纯化学试剂，原料成本高，过程也需要高温熔融，且工艺流程复杂，周期长。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本专利技术目的之一在于提供一种铁磁性微晶陶瓷的制备方法。本专利技术的另一目的在于提供一种铁磁性微晶陶瓷。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术的一方面提供一种铁磁性微晶陶瓷的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：将铜尾渣预处理，得到制坯粉料，或者，将铜尾渣和辅料分别进行预处理，然后混匀，得到制坯粉料；向制坯粉料加入聚乙烯醇溶液进行混合造粒，筛分，干燥，得到制坯粒料；对制坯粒料模压成型得到微晶陶瓷素坯；将微晶陶瓷素坯进行热处理，冷却，得到铁磁性微晶陶瓷。
[0007]其中，所述铜尾渣为铜尾矿经“氧化焙烧
‑
还原焙烧
‑
磁选”工艺处理后得到的废渣，所述辅料包括生石灰粉、石棉尾矿、珍珠岩、粉煤灰中的一种或多种，所述铜尾渣与辅料的质量比为8～10：0～2。
[0008]在本专利技术的一个示例性实施例中，所述预处理可包括：干燥、球磨和筛分。
[0009]在本专利技术的一个示例性实施例中，所述球磨可为干法球磨，所述球磨的时间可为
30～60min。
[0010]在本专利技术的一个示例性实施例中，所述制坯粉料的粒径可为0.040～0.080mm，所述制坯粉料含水率可以小于5％。
[0011]在本专利技术的一个示例性实施例中，按质量份数计，所述辅料可包括：0～8份的生石灰粉、0～8份的石棉尾矿、0～5份的珍珠岩和0～6份的粉煤灰。
[0012]在本专利技术的一个示例性实施例中，所述制坯粒料的粒径可为0.22～0.86mm，所述制坯粒料的含水量可为4～6％。
[0013]在本专利技术的一个示例性实施例中，所述模压成型的压力可为22～55MPa，保压时间可为10～30s。
[0014]在本专利技术的一个示例性实施例中，所述热处理可包括：微晶陶瓷素坯从室温升温至1000℃，再升温至1100～1200℃，保温20～120min；其中，室温升温至1000℃的升温速率可为5～8℃/min，升温至1100～1200℃的升温速率可为2～5℃/min。
[0015]在本专利技术的一个示例性实施例中，所述冷却可包括：随炉冷却。
[0016]本专利技术另一方面提供了一种铁磁性微晶陶瓷，所述铁磁性微晶陶瓷由上述所述的制备方法制得，所述铁磁性微晶陶瓷的饱和磁化强度为5.79～12.13emu/g。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果可包括以下中的至少一项：
[0018]1)综合利用固体废弃物，合理有效地实现了多种固体废弃物的最大化利用，不仅减少了因堆存可能引发的生态破坏和环境危害，而且变废为宝，制备出了一种新型的磁性材料；
[0019]2)一次高温热处理过程，工艺流程和环节简化，避免了高温熔融和水淬等复杂流程，有效降低生产成本、减少能耗；
[0020]3)磁性微晶陶瓷性能优异，适用于电学、医学或工程上。
附图说明
[0021]图1示出了本专利技术的第二示例性实施例的铜尾渣和石棉尾矿制备的铁磁性微晶陶瓷与磁铁一个磁吸图；
[0022]图2示出了本专利技术的第二示例性实施例的铜尾渣和石棉尾矿制备的铁磁性微晶陶瓷与磁铁另一个磁吸图；
[0023]图3示出了本专利技术的实施例3的铁磁性微晶陶瓷的一个磁滞回线曲线图；
[0024]图4示出了本专利技术的实施例4的铁磁性微晶陶瓷样品的X射线衍射图；
[0025]图5示出了本专利技术的实施例5的铁磁性微晶陶瓷样品的X射线衍射图。
具体实施方式
[0026]在下文中，将结合附图和示例性实施例详细地描述本专利技术的一种铁磁性微晶陶瓷以及制备方法。
[0027]需要说明的是，“第一”、“第二”仅仅为了便于区别和描述，而并非指示或暗示重要性或顺序性。
[0028]目前，磁性微晶陶瓷的制备过程中所涉及的原料不同，其来源和制备方法也不尽相同，从而呈现出诸多不利于磁性微晶陶瓷工业化生产的因素。铜尾渣与微晶陶瓷具有相
似的化学组成，且铜尾渣中富含铁。因此，以铜尾渣为原料制备铁磁性微晶陶瓷，一方面实现了铜尾渣的高附加值资源化利用，另一方面不用额外添加铁资源，极大降低了原料成本和提高了磁性微晶陶瓷工业化的可能性。
[0029]铜尾渣为铜尾矿经“氧化焙烧
‑
还原焙烧
‑
磁选”工艺处理后得到的废渣。铜尾渣主要物相包括石英、莫来石、赤铁矿、霞石以及磁铁矿中的至少一种。铜尾渣主要化学组分有SiO2、CaO、Fe2O3、MgO、Al2O3、Na2O、K2O等，铜尾渣和微晶陶瓷具有相似的化学组分。同时，铜尾渣含有Fe2O3，不需额外添加铁或铁的氧化物，从而在热处理过程中有带磁性的物相形成，包括磁铁矿、磁赤铁矿以及单质铁。因此，本专利技术利用铜尾渣制备铁磁性微晶陶瓷，铁磁性微晶陶瓷的制备方法采用直接烧结法，省去了高温熔融和水淬等过程。
[0030]第一示例性实施例
[0031]在本专利技术的第一示例性实施例中，提供了一种铁磁性微晶陶瓷的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0032]S1、将铜尾渣预处理，得到制坯粉料，或者，将铜尾渣和辅料分别进行预处理，然后混匀，得到制坯粉料；向制坯粉料加入聚乙烯醇溶液进行混合造粒，筛分，干燥，得到制坯粒料。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁磁性微晶陶瓷的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：将铜尾渣预处理，得到制坯粉料，或者，将铜尾渣和辅料分别进行预处理，然后混匀，得到制坯粉料；向制坯粉料加入聚乙烯醇溶液进行混合造粒，筛分，干燥，得到制坯粒料；对制坯粒料模压成型得到微晶陶瓷素坯；将微晶陶瓷素坯进行热处理，冷却，得到铁磁性微晶陶瓷；其中，所述铜尾渣为铜尾矿经“氧化焙烧
‑
还原焙烧
‑
磁选”工艺处理后得到的废渣，所述辅料包括生石灰粉、石棉尾矿、珍珠岩、粉煤灰中的一种或多种，所述铜尾渣与辅料的质量比为8～10：0～2。2.根据权利要求1所述的铁磁性微晶陶瓷的制备方法，其特征在于，所述预处理包括：干燥、球磨和筛分。3.根据权利要求2所述的铁磁性微晶陶瓷的制备方法，其特征在于，所述球磨为干法球磨，所述球磨的时间为30～60min。4.根据权利要求1所述的铁磁性微晶陶瓷的制备方法，其特征在于，所述制坯粉料的粒径为0.040～0.080mm，所述制坯粉料含水率小于5％。5.根据权利要求1所述的铁磁性微晶陶瓷的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗冰，孙红娟，彭同江，丁文金，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：