本發明屬于冶金技術領域,具體涉及一種鍶鐵氧體預燒料及其制備方法。
背景技術：
鍶鐵氧體，是一種用作永磁電機的勵磁，有刷直流電機中放置于定子，無刷電機中放置于轉子，具有廣泛的用途。在鍶鐵氧體的制備過程中，先要生產成鍶鐵氧體預燒料，其通常采用含鐵物質(如鐵鱗、鐵紅或鐵精礦)和碳酸鍶作為主要原料。其中，碳酸鍶資源相對稀有，價格較貴，碳酸鍶單價約為5200元/噸，而鐵鱗單價約為1200元/噸。在鍶鐵氧體(SrO·6Fe2O3)結構中，Fe2O3與SrO的摩爾比為6﹕1，即M(Fe2O3/SrO)＝6。理論上，將M(Fe2O3/SrO)設置為6時，鍶鐵氧體的質量更好,價格相對較低。但目前行業普遍采用缺鐵配方，即M(Fe2O3/SrO)＜6(一般為5.8～5.95)來進行鍶鐵氧體預燒料的生產，這無疑浪費了高價的碳酸鍶，造成了鍶鐵氧體預燒料生產成本過高的問題。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題為：現有制備鍶鐵氧體預燒料時，需控制M(Fe2O3/SrO)＜6才能得到質量好的鍶鐵氧體預燒料，生產成本高。
本發明解決技術問題的技術方案為：提供一種鍶鐵氧體預燒料及其制備方法，能減少昂貴的碳酸鍶用量，節約生產成本。
本發明提供一種鍶鐵氧體預燒料的制備方法，包括以下步驟：
a、按摩爾比Fe2O3﹕SrO＝6.2～6.3﹕1進行計算，稱取原料鐵鱗和碳酸鍶，加入高嶺土，混合均勻后加水球磨2.5～3.5h，得到混合漿料；
b、將步驟a中的混合漿料烘干，于電爐中進行預燒；
c、預燒結束后，將預燒產物破碎至60目篩以下，加入碳酸鈣和硼酸，球磨14～18h，過濾；
d、將步驟c中過濾得到的固體物質進行燒結，制得鍶鐵氧體預燒料。
其中，上述鍶鐵氧體預燒料的制備方法中，步驟a中所述的鐵鱗為Tfe≥74％的鐵鱗。
其中，上述鍶鐵氧體預燒料的制備方法中，步驟a中所述高嶺土的添加量為鐵鱗和碳酸鍶總量的0.25～0.3％。
其中，上述鍶鐵氧體預燒料的制備方法中，步驟a中所述加水的量為鐵鱗和碳酸鍶總量的0.7～0.9％。
其中，上述鍶鐵氧體預燒料的制備方法中，步驟b中所述預燒溫度為20～1280℃，所述預燒時間為10～12h。
優選的，上述鍶鐵氧體預燒料的制備方法中，步驟b中所述預燒過程為：在20～150℃、150～300℃、300～600℃下分別預燒60min，再在600～750℃下預燒30min后，保溫180min，750～900℃下預燒30min，900～1150℃下預燒60min，1150～1280℃下預燒30min，再保溫120min，預燒結束。
其中，上述鍶鐵氧體預燒料的制備方法中，步驟c中所述的碳酸鈣和硼酸加入量分別預燒產物總量的0.5～0.7％和0.15～0.25％。
其中，上述鍶鐵氧體預燒料的制備方法中，步驟c中所述的球磨后粒度≤6um。
其中，上述鍶鐵氧體預燒料的制備方法中，步驟d中所述燒結溫度為20～1240℃，燒結時間為7～8h。
優選的，上述鍶鐵氧體預燒料的制備方法中，步驟d中所述的燒結過程為：在20～150℃、150～300℃下分別燒結90min，300～600℃、600～900℃下分別燒結60min，900～1150℃下燒結50min，1150～1240℃下燒結30min后，保溫70min,燒結結束。
本發明還提供一種鍶鐵氧體預燒料，由上述方法制備而成。
本發明中，除特別說明的以外，所述的百分比為重量百分比。
本發明的有益效果為：本發明提供了一種Fe2O3﹕SrO摩爾比為6.2～6.3的鍶鐵氧體預燒料制備方法，增加了Fe2O3﹕SrO摩爾比，制備得到的鍶鐵氧體預燒料Br≥3.9kGs、Hcb≥2.9kOe、Hcj≥3.0kOe、收縮率為12～14％，質量優良，能與現有的Fe2O3﹕SrO摩爾比為5.9的產品質量持平。本發明極大的減少了碳酸鍶用量，節約了生產成本，相比現有Fe2O3﹕SrO摩爾比為5.9的生產水平，每噸成本節省80元以上，具有重要的經濟效益，制得推廣應用。
具體實施方式
本發明提供一種鍶鐵氧體預燒料的制備方法，包括以下步驟：
a、按摩爾比Fe2O3﹕SrO＝6.2～6.3﹕1進行計算，稱取原料鐵鱗和碳酸鍶，加入占鐵鱗和碳酸鍶總量的0.25～0.3％的高嶺土，混合均勻后加入占鐵鱗和碳酸鍶總量的0.7～0.9％的水，球磨2.5～3.5h，得到混合漿料；
b、將步驟a中的混合漿料烘干，于電爐中進行預燒,在20～150℃、150～300℃、300～600℃下分別預燒60min，再在600～750℃下預燒30min后，保溫180min，750～900℃下預燒30min，900～1150℃下預燒60min，1150～1280℃下預燒30min，再保溫120min，預燒結束；
c、將預燒產物破碎至60目篩以下，加入占預燒產物總量0.5～0.7％的碳酸鈣和0.15～0.25％的硼酸，球磨14～18h，過濾；
d、將步驟c中過濾的篩上物進行燒結，在20～150℃、150～300℃下分別燒結90min，300～600℃、600～900℃下分別燒結60min，900～1150℃下燒結50min，1150～1240℃下燒結30min后，保溫70min,燒結結束，制得鍶鐵氧體預燒料。
其中，上述鍶鐵氧體預燒料的制備方法中，步驟a中所述的鐵鱗為Tfe≥74％的鐵鱗。
其中，上述鍶鐵氧體預燒料的制備方法中，步驟c中所述的球磨后粒度≤6um。
本發明還提供一種鍶鐵氧體預燒料，由上述方法制備而成。
下面通過實施例對本發明的具體實施方式做進一步的解釋說明，但不表示將本發明的保護范圍限制在實施例所述范圍內。
實施例中，原料鐵鱗的Tfe含量為74％。
實施例1 用本發明方法制備鍶鐵氧體預燒料
具體操作步驟如下：
a、按摩爾比Fe2O3﹕SrO＝6.2﹕1進行計算，稱取原料鐵鱗2151.3g和碳酸鍶348.7g，加入7.3g高嶺土，混合均勻后加2000g水球磨3h，得到混合漿料；
b、將步驟a中的混合漿料烘干，于電爐中進行預燒,在20～150℃、150～300℃、300～600℃下分別預燒60min，再在600～750℃下預燒30min后，保溫180min，750～900℃下預燒30min，900～1150℃下預燒60min，1150～1280℃下預燒30min，再保溫120min，預燒結束；
c、將預燒產物破碎至60目篩以下，加入0.6％的碳酸鈣和0.2％的硼酸，球磨14～18h后過濾；
d、將步驟c中過濾的篩上物進行燒結，在20～150℃、150～300℃下分別燒結90min，300～600℃、600～900℃下分別燒結60min，900～1150℃下燒結50min，1150～1240℃下燒結30min后，保溫70min,燒結結束，制得鍶鐵氧體預燒料。
實施例2 用本發明方法制備鍶鐵氧體預燒料
具體操作步驟如下：
a、按摩爾比Fe2O3﹕SrO＝6.25﹕1進行計算，稱取原料鐵鱗2153.7g和碳酸鍶346.3g，加入7.3g高嶺土，混合均勻后加2000g水球磨3h，得到混合漿料；
b、將步驟a中的混合漿料烘干，于電爐中進行預燒,在20～150℃、150～300℃、300～600℃下分別預燒60min，再在600～750℃下預燒30min后，保溫180min，750～900℃下預燒30min，900～1150℃下預燒60min，1150～1280℃下預燒30min，再保溫120min，預燒結束；
c、將預燒產物破碎至60目篩以下，加入0.6％的碳酸鈣和0.2％的硼酸，球磨14～18h后過濾；
d、將步驟c中過濾的篩上物進行燒結，在20～150℃、150～300℃下分別燒結90min，300～600℃、600～900℃下分別燒結60min，900～1150℃下燒結50min，1150～1240℃下燒結30min后，保溫70min,燒結結束，制得鍶鐵氧體預燒料。
實施例3 用本發明方法制備鍶鐵氧體預燒料
具體操作步驟如下：
a、按摩爾比Fe2O3﹕SrO＝6.3﹕1進行計算，稱取原料鐵鱗2156.0g和碳酸鍶344.0g，加入7.3g高嶺土，混合均勻后加2000g水球磨3h，得到混合漿料；
b、將步驟a中的混合漿料烘干，于電爐中進行預燒,在20～150℃、150～300℃、300～600℃下分別預燒60min，再在600～750℃下預燒30min后，保溫180min，750～900℃下預燒30min，900～1150℃下預燒60min，1150～1280℃下預燒30min，再保溫120min，預燒結束；
c、將預燒產物破碎至60目篩以下，加入0.6％的碳酸鈣和0.2％的硼酸，球磨14～18h后過濾；
d、將步驟c中過濾的篩上物進行燒結，在20～150℃、150～300℃下分別燒結90min，300～600℃、600～900℃下分別燒結60min，900～1150℃下燒結50min，1150～1240℃下燒結30min后，保溫70min,燒結結束，制得鍶鐵氧體預燒料。
對比例1 采用缺鐵配方制備鍶鐵氧體預燒料
具體操作步驟如下：
a、按摩爾比Fe2O3﹕SrO＝5.9﹕1進行計算，稱取原料鐵鱗2136.1g和碳酸鍶363.9g，加入7.3g高嶺土，混合均勻后加2000g水球磨3h，得到混合漿料；
b、將步驟a中的混合漿料烘干，于電爐中進行預燒,在20～150℃、150～300℃、300～600℃下分別預燒60min，再在600～750℃下預燒30min后，保溫180min，750～900℃下預燒30min，900～1150℃下預燒60min，1150～1280℃下預燒30min，再保溫120min，預燒結束；
c、將預燒產物破碎至60目篩以下，加入0.6％的碳酸鈣和0.2％的硼酸，球磨14～18h后過濾；
d、將步驟c中過濾的篩上物進行燒結，在20～150℃、150～300℃下分別燒結90min，300～600℃、600～900℃下分別燒結60min，900～1150℃下燒結50min，1150～1240℃下燒結30min后，保溫70min,燒結結束，制得鍶鐵氧體預燒料。
對比例2 采用過鐵配方制備鍶鐵氧體預燒料
具體操作步驟如下：
a、按摩爾比Fe2O3﹕SrO＝6.4﹕1進行計算，稱取原料鐵鱗2160.7g和碳酸鍶339.3g，加入7.3g高嶺土，混合均勻后加2000g水球磨3h，得到混合漿料；
b、將步驟a中的混合漿料烘干，于電爐中進行預燒,在20～150℃、150～300℃、300～600℃下分別預燒60min，再在600～750℃下預燒30min后，保溫180min，750～900℃下預燒30min，900～1150℃下預燒60min，1150～1280℃下預燒30min，再保溫120min，預燒結束；
c、將預燒產物破碎至60目篩以下，加入0.6％的碳酸鈣和0.2％的硼酸，球磨14～18h后過濾；
d、將步驟c中過濾的篩上物進行燒結，在20～150℃、150～300℃下分別燒結90min，300～600℃、600～900℃下分別燒結60min，900～1150℃下燒結50min，1150～1240℃下燒結30min后，保溫70min,燒結結束，制得鍶鐵氧體預燒料。
將實施例和對比例制備得到的鍶鐵氧體預燒料分別進行性能測定，結果如下表1所示。
表1 不同方法制備的鍶鐵氧體預燒料性能表
由上表中的結果可知,對比例1為現有技術中采用Fe2O3﹕SrO摩爾比為5.9時制備得到的鍶鐵氧體預燒料質量結果,采用本發明的Fe2O3﹕SrO摩爾比為6.2～6.3時,也能得到與對比例1質量相當的產品,實施例1～3中鍶鐵氧體預燒料的Br≥3.9kGs、Hcb≥2.9kOe、Hcj≥3.0kOe、收縮率為12～14％,均與對比例1持平,能滿足市場對鍶鐵氧體預燒料產品的需求,并且將生產成本降低了80元/噸以上；而當Fe2O3﹕SrO摩爾比繼續提高時(對比例2)，無法制備得到質量合格的鍶鐵氧體預燒料。因此，本發明提供了一種質量滿足需求、生產成本低的鍶鐵氧體預燒料的制備方法，具有重要的經濟效益。