Технические науки/ Металлургия

К.т.н. Дзюба О.И., Попрожук О.А. ОАО «Завод КОНСТАР»,

Селикова М.В. , КИ КУЭИНТУ

Исследования процесса синтеза ферритов из природных железосодержащих продуктов

 
 В системе SrО.6Fe2О3 наряду с ферритом стронция SrО.6Fe2O3  образуются и другие соединения. Установлено, что синтез гексаферрита стронция, в основном, протекает через промежуточную стадию образования моноферрита SrFe2O4, кристаллизующегося в нескольких модификациях, образование которого начинается при температуре около 700-800оС. Образование гексаферрита стронция: 
 SrFe2O4 + 5Fe2O3 = SrFe12O19
происходит при температурах превышающих 900оС, и полностью заканчивается при 1200-1250оС.
 Свойства магнитных материалов зависят от их химического состава, способа изготовления и термической обработки. При этом намагниченность насыщения относится к группе структурно-нечувствительных магнитных свойств, и её значение лишь незначительно меняется при изменении химического состава и обычно не зависит от условий изготовления и термообработки. 
  Наиболее важные факторы, влияющие на формирование микроструктуры ферритов: чистота сырья и активность исходной смеси для получения ферритов.
 С точки зрения получения стабильных и наилучших свойств ферритов желательно применять наиболее чистое сырьё с минимальным количеством примесей, независимо от их вида, однако с увеличением чистоты сырья значительно возрастает его стоимость.
 Наиболее доступным способом повышения активности является увеличение дисперсности шихты. Оно достигается повышением длительности, а также интенсивности помола, путём применения более совершенных помольных агрегатов, использование жидких сред или ПАВ, способствующих уменьшению работы разрушения частиц порошка и предотвращающих вторичное агрегирование его тонких фракций.

Полученный после химического обогащения железосодержащий концентрат (FeO-0,1%; Fe₂O₃-99,05-99,9%; SiO₂-0,1%; Al₂O₃-0,3%; CaO-0,2%; MgO-0,1%; MnO-0,03%; Na₂O+K₂O менее-0,01%) проверен на пригодность полученного продукта при синтезе магнито - жестких ферритов.

  Из железного концентрата в лабораторных условиях были получены партии стронциевого ферритового порошка по стандартной методике. Оксид железа использовался после предварительного измельчения в вибромельнице в течение 1 часа при соотношении материал: шары (М: Ш) = 1: 20. Сухой помол оксида железа проводился до удельной поверхности 0,5 м2/г. Седиментационный анализ порошков выполняли на микроседиментографах SK Laser Micron Sizer и Micron Photo Sizer SKC-200 фирмы SEISHIN ENTERPRISE CO., LTD.

При приготовлении стронциевого ферритового порошка использовали SrCO₃ марки Ап.

Технологическая схема получения ферритов включала в себя следующие операции:

- весовое дозирование шихты;

- мокрое смешивание компонентов шихты;

- мокрое размельчение шихты до удельной поверхности 800 м²/кг;

- спекание шихты при температуре до 1200^оС (в зависимости от состава и свойств компонентов);

- охлаждение феррита;

- мокрое или сухое измельчение феррита до удельной поверхности 600-1000 м²/кг.

Из порошка ферритов прессовались шайбы в магнитном поле, которые потом спекались в тунельной электропечи. После спекания шайб определялись их магнитные свойства.

Физико-химические характеристики ферритовых порошков и изделий из них представлены в табл. 1, из которой можно сделать выводы, что повышение дисперсности оксида железа значительно повышает качество ферритовых порошков, что позволяет достичь уровень качества анизотропных ферритов.

Таблица 1

Технические характеристики синтезированного порошка

Характеристика	Показатель
Коэрцитивная сила по индукции, Н св, кА/м	240
Коэрцитивная сила по намагниченности, Нсм, кА/м	250
Остаточная магнитная индукция, Вr, Тл	0,39
Удельная поверхность, S уд., м^2/г	0,8

На основании изучения магнитных параметров ферритов сделано заключение, что изготовленный из высококачественного железорудного концентрата стронциевый феррит, в основном, отвечает требованиям марки 28СА250. По достигнутой энергии стронциевые ферриты удовлетворяют требованиям получения магнитных систем сепаратора с высоким показателем назначения.

В разработанной технологической схеме также учитывается и экологический аспект.

Таким образом, доказана принципиальная возможность получения ферритов стронция для производства магнитов из концентратов полученных из шахтных руд Кривбасса.