专利名称：一种用硫化镍精矿直接制备磁性材料的方法
技术领域：
本发明涉及尖晶石型软磁铁氧体材料的制备，特别是由硫化镍精矿直接制备铁氧体磁 性材料的方法。
背景技术：
尖晶石型铁氧体软磁材料的应用范围极其广泛，在变压器、电感器、滤波器、偏转线 圈等产品上具有不可替代作用。尖晶石型铁氧体纳米颗粒还具有高比表面、高活性、特殊 物化性能，使之可能应用于催化剂、化学传感器等领域。铁酸镍作为尖晶石型铁氧体软磁 材料的一种，具有反尖晶石结构，由四面体和八面体组成，其中镍离子全部占据八面体空 隙，而三价铁离子则一半在八面体空隙内，另一半位于四面体空隙中。铁酸镍中存在着强 烈的A-B之间的超交换作用，与铁酸锌等相比，铁酸镍具有较强磁性。
目前，铁酸镍磁性材料的制备方法有共沉淀法，水热法，溶胶凝胶法，自蔓延高温合 成法等。这些方法都是以含镍的纯物质为原料，而这些镍均来源于镍矿石。由于硫化镍矿 石和精矿具有品位低、成分复杂、伴生脉石多、属难熔物料等特点，镍的生产方法比较复 杂，通常先采用造锍熔炼，使得镍精矿中的主金属硫化物富集到低镍锍中，然后吹炼低镍 锍，使其中的铁和其它杂质与石英造渣，部分硫和其他一些挥发性杂质氧化后随烟气排出， 从而得到含有价金属(Ni， Cu， Co等)较高的高镍锍和含有价金属较低的转炉渣，密度小 的转炉渣浮于上层被排除，高镍锍中的Ni、 Cu大部分仍然以金属硫化物状态存在，少部 分以合金状态存在，低镍锍中的贵金属和部分钴也进入高镍锍中，最后通过镍的硫化物阳 极电解得到电解镍。或者将高镍锍进行湿法处理，通过电解沉积或高压氢还原得到最终产 物镍。这些传统工艺非常复杂，能耗高，且过程中产生大量的废气、废水和废渣，对环境 污染严重，进而使得由纯物质制备铁酸镍功能材料的总体工艺过程多而复杂，成本很高。
公开号1126359A的专利申请提出利用锰矿、铁矿和锌矿为原料制备锰锌铁氧体。此 方法通过同时浸出、共同净化除杂、共沉淀、焙烧、烧结等步骤最终得到锰锌铁氧体。该 方法仍然需要在浸出液中配入一定比例的纯物质来补充不足比例要求的金属离子。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简单的用硫化镍精矿直接制备尖晶石型软磁铁氧体材料的方法。利用低品位硫化镍精矿为原料，经过氧化焙烧、热酸浸出、除杂、共沉淀、焙烧 等工艺得到铁氧体磁性材料，不需要再配入其它纯物质，简化工艺，减少污染，降低成本。 本发明的技术方案为
a. 选用硫化镍精矿为原料，其中镍的含量《10%(质量百分数)；
b. 将硫化镍精矿研磨，使其颗粒均匀，然后以1 5。C/min升温至700 800'C保温 3 5小时后进行焙烧，得到下一步热酸浸出的原料；
c. 使用浓度为1 4mol/l的盐酸溶液浸出，液固比为100 500，温度为90 105。C， 反应3 5小时，得到浸出液；
d. 将浸出液过滤，然后加入浓度为1 5%。的聚丙烯酰胺絮凝剂，除去浸出液中的硅；
e. 将浓度为l 4mol/l的氢氧化钠溶液加热至90 100°C ，快速加入经过步骤d净化 过的浸出液，氢氧化钠溶液与浸出液的体积比为2 1，反应0.5 1小时后，将反应过程 中产生的沉淀离心，并交替使用蒸馏水和无水乙醇洗涤沉淀至pH=7;
f. 将沉淀物于800 100(TC焙烧3 5小时后得到尖晶石型铁氧体磁性材料。 与现有技术相比，本发明的优点在于
(1) 直接以硫化镍精矿为原料，即硫化镍矿经选矿后的产品，整个过程中不需要再配 入其它矿物或纯物质来补充金属元素，与现有方法相比，对原料的要求更加简单，降低了 成本。
(2) 综合利用了硫化镍精矿中的多种有价金属元素，充分利用了有限的矿产资源。
(3) 与硫化镍精矿的传统冶炼工艺相比，本发明工艺大大简化，节省大量能源，并减 少了过程中对环境的污染。
(4) 相对于传统的铁氧体磁性材料的制备方法，本发明原料来源广泛，价格低廉，工 艺流程简单，适宜工业化生产，有望在磁性材料等领域得到广泛应用。
图1为本发明实施例1所制备的铁氧体磁性材料的X射线衍射图谱。
图2为最终产物磁性质的测试结果图。
具体实施例方式
采用原料为金川公司的硫化镍精矿，其主要成分(质量百分数)的含量是Ni6.83e/。， Cu 3.23%, Co 0.20%， Fe 39.22%, Si02 10.30%, S 19.69%。 实施例1:
a.称取2g研磨均匀的硫化镍精矿，放入氧化铝坩埚中，以2匸/min升温至70(TC保温5小时进行焙烧。
b. 称取1.8005g焙烧后的硫化镍精矿，加入360ml浓度为lmo1/1的盐酸溶液，温度 为10(TC，反应5小时，得到浸出液。
c. 将浸出液过滤，然后加入浓度为1%。的聚丙烯酰胺絮凝剂除去浸出液中的硅。
d. 取浓度为lmo1/1的氢氧化钠溶液100ml加热至IO(TC，快速加入净化过的浸出液 50ml，反应1小时后，将反应过程中产生的沉淀离心，并交替使用蒸馏水和无水乙醇洗 涤沉淀至pH-7。
e. 将沉淀物于800'C焙烧5小时后得到尖晶石型铁氧体磁性材料。该材料X-射线衍 射(XRD)图谱见图1。由图可知，由硫化镍精矿直接制备的铁氧体磁性材料纯度很高。
实施例2:
a. 称取12g研磨均匀的硫化镍精矿，放入氧化铝坩埚中，以5r/min升温至80(TC 保温3小时进行焙烧。
b. 称取2.5018g焙烧后的硫化镍精矿，加入500ml浓度为4mol/l的盐酸溶液，温度 为102'C，反应3小时，得到浸出液。
c. 将浸出液过滤，然后加入浓度为596。的聚丙烯酰胺絮凝剂除去浸出液中的硅。
d. 取浓度为2mo1/1的氢氧化钠溶液卯ml加热至IO(TC,快速加入净化过的浸出液 50ml，反应1小时后，将反应过程中产生的沉淀离心，并交替使用蒸馏水和无水乙醇洗 涤沉淀至pl^7。
e. 将沉淀物于IOO(TC焙烧3小时后得到尖晶石型铁氧体磁性材料。 图2为最终产物磁性质的测试结果图，由图2可知，产物具有良好的铁磁性。 实施例3:
a. 称取10g研磨均匀的硫化镍精矿，放入氧化铝坩埚中，以5'C/min升温至75(TC 保温4小时进行焙烧。
b. 称取2.5003g焙烧后的硫化镍精矿，加入500ml浓度为2mo1/1的盐酸溶液，温度 为100'C，反应5小时，得到浸出液。
c. 将浸出液过滤，然后加入浓度为1^的聚丙烯酰胺絮凝剂除去浸出液中的硅。
d. 取浓度为4mo1/1的氢氧化钠溶液50ml加热至IO(TC ，快速加入净化过的浸出液 50ml，反应1小时后，将反应过程中产生的沉淀离心，并交替使用蒸馏水和无水乙醇洗 涤沉淀至pH=7。
e. 将沉淀物于80(TC焙烧5小时后得到尖晶石型铁氧体磁性材料。
权利要求
1、一种用硫化镍精矿直接制备磁性材料的方法，其特征在于，制备步骤为a)将硫化镍精矿研磨，使其颗粒均匀，然后以1～5℃/min升温至700～800℃保温3～5小时后进行焙烧，得到热酸浸出的原料；b)将步骤a)得到的原料用浓度为1～4mol/l的盐酸溶液浸出，液固比为100～500，温度为90～105℃，反应3～5小时，得到浸出液；c)将浸出液过滤，然后加入浓度为1～5‰的聚丙烯酰胺絮凝剂，除去浸出液中的硅；d)将浓度为1～4mol/l的氢氧化钠溶液加热至90～100℃，快速加入经过步骤c)净化过的浸出液，氢氧化钠溶液与浸出液的体积比为2～1，反应0.5～1小时后，将反应过程中产生的沉淀离心，并交替使用蒸馏水和无水乙醇洗涤沉淀至pH＝7；e)将沉淀物于800～1000℃焙烧3～5小时后得到尖晶石型铁氧体磁性材料。
2、 如权利要求1所述的用硫化镍精矿直接制备磁性材料的方法，其特征在于，所述 硫化镍精矿中镍的质量百分含量《10%。
全文摘要
一种用硫化镍精矿直接制备磁性材料的方法，涉及尖晶石型软磁铁氧体材料的制备。本发明利用低品位硫化镍精矿为原料，硫化镍精矿中镍的质量百分含量≤10％，经过氧化焙烧，热酸浸出，除杂，共沉淀，焙烧等工艺得到铁氧体磁性材料。整个工艺过程不需要再配入其它矿物或纯物质，综合利用了硫化镍精矿中的多种有价金属，工艺简单，成本低廉，能耗少，污染小，适宜工业化生产，在磁性材料等领域有广泛的应用前景。
文档编号H01F1/12GK101439965SQ20081023880
公开日2009年5月27日 申请日期2008年12月3日 优先权日2008年12月3日
发明者于然波, 刘桂荣, 朱绘卉, 邓金侠, 邢献然, 茜 陈, 骏 陈 申请人:北京科技大学