本发明涉及磁粉制备领域，尤其涉及一种高矫顽力高剩磁防伪磁粉的制备方法。
背景技术：
磁性防伪技术，作为一种传统防伪技术，在防伪领域中占有重要的地位，现有的防伪磁粉的生产方法，是将三氧化二铁包覆上一定量的钴化合物，再在还原炉中用氢气还原成钴-四氧化三铁，再焙烧而成Co-γ-Fe2O3,即防伪磁粉。由于现在的磁粉生产技术合成步骤多、耗能大、成本高，钴的添加量受限等，生产的磁粉矫顽力、剩磁均不高，造成磁粉的稳定性差、信号不强，制约了防伪磁粉的应用范围。
技术实现要素：
本发明的目的在于制备高矫顽力高剩磁的防伪磁粉，利用化学共沉淀法一步合成钴四氧化三铁，再焙烧成钴三氧化二铁，同时能掺杂较多的钴，解决现有方法的不足。
本发明提供了一种高矫顽力高剩磁防伪磁粉的制备方法，具体包括如下步骤：
在反应釜中，将硫酸亚铁和硫酸钴溶于水中，加碱调pH至弱碱性，升温，通入空气进行氧化反应将氢氧化亚铁完全转化为四氧化三铁，将生成的物料离心洗涤至滤液中检测不出SO42-为止，在烘箱中烘干，粉碎，于高温滚筒炉中通少量空气焙烧，降温至100℃下放出，检验、包装得到高矫顽力高剩磁的防伪磁粉。
优选的，在上述反应釜中，硫酸亚铁和硫酸钴摩尔比为Fe2+：Co2+＝1:0.08-0.10；更优选的，Fe2+：Co2+＝1:0.10。
优选的，上述制备方法中，加碱调pH至8.0-8.5，升温至80-90℃；更优选的，加碱调pH至8.3-8.5，升温至85℃。
优选的，上述制备方法中，高温滚筒炉的温度为350-400℃，焙烧时间为1-3小时；更优选的，高温滚筒炉的温度为380℃，焙烧时间为2小时。
本发明另一方面提供了上述制备方法制备得到高矫顽力高剩磁防伪磁粉，该防伪磁粉的矫顽力为882-968Oe，剩磁为29-44emu/g。
本发明有益效果在于：
1.一步合成钴-四氧化三铁，相比于传统方法用氢气还原包覆钴的三氧化二铁，来生产钴四氧化三铁，本发明的成本大大降低，生产周期也明显缩短；
2.由于掺杂方式是均匀逐步以Co2+取代Fe2+的方式，可加大加钴量，而包覆钴的方式是因为钴的量加到一定程度，后加的钴离子无法越过已有的钴层与四氧化三铁相互作用。因此，本发明可生产出更高矫顽力和更高剩磁的磁粉；
3.传统方法生产的磁粉，矫顽力一般在300Oe左右，剩磁为20emu/g左右，而本发明的方法制备出的磁粉矫顽力在882-968Oe，剩磁为29-44emu/g，本发明的制备方法操作简单，成本降低而且生产得到的磁粉的矫顽力和剩磁均比现有技术生产的磁粉要高，效果显著，应用广泛。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种高矫顽力高剩磁防伪磁粉的制备方法，具体包括如下步骤：
S1在反应釜中，将硫酸亚铁和硫酸钴溶于水中，硫酸亚铁和硫酸钴摩尔比为Fe2+：Co2+＝1:0.08-0.10。
此步骤中，Fe2+：Co2+摩尔比可以为1:0.1，1:0.09，1:0.08，在此比例下钴离子的含量可以保证矫顽力和磁性。
S2加碱调pH至8.0-8.5，升温至80-90℃，通入空气进行氧化反应将氢氧化亚铁完全转化为四氧化三铁。
此步骤中，该条件可以将二价铁离子进行氧化得到四氧化三铁磁粉，具体的，pH可以为8.0，8.1，8.2，8.3，8.4，8.5。
本步骤中，加碱调pH至铁离子钴离子完全沉淀，生成氢氧化亚铁和氢氧化钴，升温，通入空气进行氧化反应将部分氢氧化亚铁转化为氢氧化铁，氢氧化亚铁和氢氧化铁合成四氧化三铁，
化学反应方程式如下：
FeSO4+NaOH＝Fe(OH)2+NaSO4 CoSO4+NaOH＝Co(OH)2+NaSO4
Fe(OH)2+O2＝Fe(OH)3
Fe(OH)2+Fe(OH)3+Co(OH)2＝Co-Fe3O4
Co-Fe3O4+O2＝Co-Fe2O3
S3将生成的物料离心洗涤至滤液中检测不出SO42-为止，然后在烘箱中烘干，粉碎，于高温滚筒炉中通少量空气350-400℃焙烧1-3小时，降温至100℃下放出，检验、包装得到高矫顽力高剩磁的防伪磁粉。
此步骤中，该焙烧条件可以在获得高矫顽力高剩磁防伪磁粉的条件下降低了烧结的原料成本，具体的，焙烧的温度可以为350℃，360℃，370℃，380℃，390℃，400℃，在本发明的一优选实施例中，焙烧的温度为380℃。
为了更清楚详细地介绍本发明实施例所提供的高矫顽力高剩磁防伪磁粉的制备方法，以下将结合具体实施例进行说明。
实施例1
在反应釜中，将硫酸亚铁和硫酸钴溶于水中，硫酸亚铁和硫酸钴摩尔比为Fe2+：Co2+＝1:0.10；加碱调pH至8.5，升温至85℃，通入空气进行氧化反应将硫酸亚铁完全转化为四氧化三铁，将生成的物料离心洗涤至滤液中检测不出SO42-为止，然后在烘箱中烘干，粉碎，于高温滚筒炉中通少量空气350℃焙烧2小时，降温至100℃下放出，检验、包装得到高矫顽力高剩磁的防伪磁粉。
实施例2
在反应釜中，将硫酸亚铁和硫酸钴溶于水中，硫酸亚铁和硫酸钴摩尔比为Fe2+：Co2+＝1:0.08；加碱调pH至8.0，升温至80℃，通入空气进行氧化反应将硫酸亚铁完全转化为四氧化三铁，将生成的物料离心洗涤至滤液中检测不出SO42-为止，然后在烘箱中烘干，粉碎，于高温滚筒炉中通少量空气360℃焙烧1小时，降温至100℃下放出，检验、包装得到高矫顽力高剩磁的防伪磁粉。
实施例3
在反应釜中，将硫酸亚铁和硫酸钴溶于水中，硫酸亚铁和硫酸钴摩尔比为Fe2+：Co2+＝1:0.08；加碱调pH至8.1，升温至82℃，通入空气进行氧化反应将硫酸亚铁完全转化为四氧化三铁，将生成的物料离心洗涤至滤液中检测不出SO42-为止，然后在烘箱中烘干，粉碎，于高温滚筒炉中通少量空气380℃焙烧1.8小时，降温至100℃下放出，检验、包装得到高矫顽力高剩磁的防伪磁粉。
实施例4
在反应釜中，将硫酸亚铁和硫酸钴溶于水中，硫酸亚铁和硫酸钴摩尔比为Fe2+：Co2+＝1:0.09；加碱调pH至8.4，升温至88℃，通入空气进行氧化反应将硫酸亚铁完全转化为四氧化三铁，将生成的物料离心洗涤至滤液中检测不出SO42-为止，然后在烘箱中烘干，粉碎，于高温滚筒炉中通少量空气375℃焙烧2.5小时，降温至100℃下放出，检验、包装得到高矫顽力高剩磁的防伪磁粉。
实施例5
在反应釜中，将硫酸亚铁和硫酸钴溶于水中，硫酸亚铁和硫酸钴摩尔比为Fe2+：Co2+＝1:0.10；加碱调pH至8.5，升温至85℃，通入空气进行氧化反应将硫酸亚铁完全转化为四氧化三铁，将生成的物料离心洗涤至滤液中检测不出SO42-为止，然后在烘箱中烘干，粉碎，于高温滚筒炉中通少量空气400℃焙烧3小时，降温至100℃下放出，检验、包装得到高矫顽力高剩磁的防伪磁粉。
采用实施例1的制备方法，验证参数Fe2+：Co2+摩尔比＝1:0.08-0.10；pH＝8.0，8.3，8.5；焙烧温度＝350℃，380℃，400℃组合时得到的防伪磁粉的剩磁和矫顽力，结果如下表1。
表1：参数组合制备得到的磁粉的剩磁和矫顽力结果
根据上表数据，反应的最优条件为pH8.3-8.5，焙烧温度为380℃，上述条件下均可生产高剩磁和高矫顽力的磁粉。根据本领域测试仪器设备、操作人员、材料、操作手法等的影响，上述矫顽力的数值可在±20Oe的范围浮动。通过本发明的方法，在实际生产经营过程，可根据要求，选用不同的Fe2+：Co2+摩尔比，生产出不同的剩磁和矫顽力的产品。