Способ получения водных суспензий ферритовых порошков

Способ получения водных суспензий ферритовых порошков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДНЫХ СУСПЕНЗИЙ ФЕРРИТОВЫХ ПОРОИКОВ, включающий смешивание порошка с водой и электролитом,, отличающийся тем, что, с целью обратимого регулирования текучести суспензий , в качестве электролита используют неорганические растворы кислот или щелочей, а рН суспензии поддерживают в пределах 4-10. (Л Н2 ot со со 4 00 I ю п

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H A8TGPCHOMY СВИДЕТЕЛЬС ;ВУ

18 (21) 3477302/22-02 (22) 29.07,82 (46) 30.01.84. Бюл. 9 4 (72) В .В .Иуткевич, К.П.Тихомолова, Е.В.Грибанова, В .Й.Ерастова, М.П.Радченко и Л.A.Ãîëóáêîâ (71) ЛГУ им. А.A.Жданова (53) ббб. 3 (08 8. 8) (56) 1. Патент ГДР Р 140033, кл. С 04 В 35/26, опублик ° 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

9 630032, кл. В 22 F 1/00, 1976.

3. Патент Франции М 2435336, кл. В 28 С 1/02, опублик. 1980.

„„SU„„1 9948 А

ЗС59В 22F 1 00 Н 01F 1 28 (54) (57) 1 ° СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДНЫХ

СУС ПЕНЗИИ 4EPP HTOBbiX IIOPOI6C ОВ, в ключающий смешивание порошка с водой и электролитом,, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью обратимого регулирования текучести суспензий, в качестве электролита используют неорганические растворы кислот или щелочей, а рН суспензии поддерживают в пределах 4-10.

1069948

2, Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью получения минимальной текучести, рН суспензии доводят до значения, равного величине точки нулевого заряда порошка.

Изобретение относится к ферритовым материалам, в частности к способам получения водных суспензий ферритовых порошков, и предназначеНо для использования в технологических процессах производства ферритов, требующих обратимого регулирования текучести суспензий ферритовых порошков в процессе помола, транспортировки, отстаивания. 30

Известен способ получения водных суспензий порошков магнитотвердых ферритов, согласно которому для повышения текучести водных суспензий порошков при транспортировке на сус». 5 пензию налагают переменное электромагнитное поле частотой 200,1000 Гц $1$.

Недостатком данного способа является использование его только для магнитотвердых ферритовых материа- 20 лов. Кроме того, он позволяет регулировать текучесть суспензий ферритовых порошков лишь в сторону ее увеличения, а его использование требует специального оборудования и 25 .значительного расхода электроэнергии.

Известен способ, согласно которому для увеличения текучести суспензий порошков магнитомягких ферритов 30 в них вводят порошок магнитотвердого феррита (21.

Однако указанный способ также не обеспечивает обратимого регулирования теКучести суспензий, так как. обрат- 3 ное выделение частиц .магнитотвердого феррита из суспензии технически трудноосуществимо., Кроме того, добавки магнитотвердого феррита снижают электромагнитные характеристики магнитомягких ферритов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ получения водных суспензий ферритовых порошков, включающий смешивание ферритового порошка с водой и электролитом, причем в качестве электролита используют органические соединения (цитрат аммония и/или полиэтиленимин) при содержании до 2 вес.Ъ по 50 отношению к ферритовому порошку. (3 j.

3. Способ по п.2, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью получения максимальной текучести, рН суспензии доводят до значения, наиболее удаленного от величины точки нулевoro заряда порошка, 2

Однако известный способ также направлен только на повышение текучести суспензий и не позволяет осуществлять ее обратимое регулирование, даже возвращать текучесть к исходному уровню, Причиной этого является необратимость адсорбции органических соединений (особенно, полимеров) на твердых частицах в суспензии, а именно, процесс адсорбции органических соединений вызывает увеличение текучести. Кроме того, известный способ не учитывает химического состава и физического состояния поверхности частиц .ферритового порошка, а введеьие органических электролитов в суспензии различных ферритовых порошков может непредсказуемо менять значение рН, что существенно ограничивает возможности его применения.

Цель изобретения - обратимое ре.гулирование текучести суспенэий. для достижения поставленной цели согласно способу получения водных суспензий ферритовых порошков, включающему смешивание порошка с водой и электролитом, в качестве электролита используют неорганические растворы кислот или щелочей, а рН суспензии поддерживают в пределах

4-10 .

Причем для получения минимальной текучести рН суспензии доводят до значения, равного величине точки нулевого заряда порошка.

Для получения максимальной текучести рН суспенэии доводят до значения, наиболее удаленного от величины точки нулевого заряда порошка.

Под тбчкой нулевого заряда (ТНЗ) понимается значение рН водной суспензии порошка, при котором интегральный электрический заряд поверхности раздела твердое тело — жидкость равен нулю. Определение величины ТНЗ ферритовых порошкбв произ,водят потенциометрическим методом.

Регулирование рН водной суспензии ферритового порошка осуществляют неорганическим электролитом (кислоты, основания). Промежуточные текучести суспенэий достигаются вве1069948 дением неорганического электролита до значений рН в интервалах между величиной рН, равной- величине ТНЗ порошка, и наиболее удаленными от этой величины в кислую и щелочную области значениями рН в пределах 4-10, Ограничение допустимых значений рН пределами 4-10 обусловлено немонотонным и необратимым изменением текучести суспензий в областях рН 4 4 и рН ) 10, что связано с .заметной раст- 0 воримостью окисных компонентов ферритовых материалов в достаточно кислых и щелочных средах, Положение

ТНЗ различных окислов, составляющих ферритовые материалы, в интервале 15

4-9 рН, а также близость ТНЗ любого окисного соединения к рН его минимальной растворимости позволяют считать инвервал рН 4-10 общим для обратимого регулирования текучести водных суспензий различных ферритовых порошков.

Устойчивая взаимосвязь между текучестью и отклонением величины рН суспензии от ТНЗ, ферритовых порошков,25 а также полная обратимость адсорбции - десорбции ионов Н+ и ОН" (концентрация которых выражается через рН) на поверхности частнц ферритового материала в пределах кислотности среды рН 4-10 при отсутствии в суспензии органических соединений позволяют обратимо регулировать (повышать и понижать) текучесть суспензий. При этом, определив величину

ТНЗ ферритового порошка, на основе которого получают суспензию, сразу спределяют значение рН, необходимое для обеспечения требуемой текучести.

Нужное изменение текучести суспенэии в многостадийном технологическом 40 процессе осуществляют путем изменения рН суспензии при введении подкисляющих (подщелачивающих) неорганических электролитов в соответствии с указанным принципом. 45

Проведение обратимого регулирования текучести водных ферритовых суспензий с учетом характеристики (ТНЗ) конкретного ферритового материала указывает на универсальность пред- gp лагаемого способа применительно к суспензиям ферритовых порошков разнообразного химического состава и технологической предыстории. В то же время вариабильность ТНЗ ферритовых порошков одного состава, но различной предыстории, подчеркивает необходимость определения ТНЗ для каждого ферритового порошка, служащего основой для приготовления водной суспенэии.

Способ получения водных суспенэий ферритовых порошков с об ратимым регулированием текучести осуществляют следующим образом.

Текучесть суспенэий измеряют по времени истечения (i) 100 мл суспен зии через воронку В 3-4 (ГОСТ 9070-75).

Доверительный интервал средних значений времени истечения при довери тельной вероятности 0,95 равен+0,2 с.

Величину ТНЗ ферритовых порошков находят методом потенциометрического титрования, при постоянной ионной силе 10 3 н. раствора KNO KOH-HNO

3. 3

Доверительный интервал для. средних, из двух параллельных ТНЗ равен

0,1 ед.рН при доверительной вероятности 0,95. Введение растворов неорганических электролитов в суспензию производят с помощью медицинского шприца на 1 мп. Для установлении равновесного значения рН после введения раствора электролита суспензию перемешивают пропеллерной мешалкой в течение 7-10 мин.Величину рН раствора определяют с помощью рН-метра рН-673 ° Максимальный объем раствора электролита, введенного в

100 мл. каждой ферритовой суспенэии, не превышает 1 мн,что позволяет пренебречь влиянием разбавления суспензии раствором электролита. Все опыты проводят при 21+2 С. !

Пример 1. Для получения

58%-ной водной суспензии Мп- Еп- федритового порошка (состав,%: Fe O>7l;

NnO I5 . ZnO 14) определяют ТН йорошка методом потенциометрического титрования. Величину ТНЗ находят из величины рН пересечения кривой холостого титрования и титрования суспензий порошка. Величина ТН3 равна

7,2 ед.рН.

Смешивают 112 r порошка с 81 r воды. Исходная величина рН получен-. ной суспензии 6,7 время истечения (i) l8,l с. Производят регулирование текучести путем изменения рН суспен« эии (см.чертеж) .

Для этого проводят увеличение текучести путем введения в сусненэию соляной кислоты до рН 4,0, В =15,4 с; проводят подщелачивание суспензии с помощью 5н. МаОН от рН 4,0 до рН

7,2; 1 = 28,7 с; продолжают подщелачивание до рН 11,5; . = 16,0 с; подкисляют суспензию с помощью 5н. aSoTной кислоты до рН 7,2, i 28,4 с; продолжают подкисление с помощью 5н. азотной кислоты до рН 4,0; Ф el5,3 с.

Пример 2. Для получения

573-ной водной суспензии. Ni-Зп - феРритового порошка (состав, Ф г Pe+<66 l

ЕпО 24;ЩО 10) оп >еделяют величйну

ТНЗ. Величина ТНЗ порошка равна

6,3 ед.рН. Смешивают 119 r порошка с 90 г воды. Исходная величина рН полученной суспензии равна 6,0g

22,2 с. Производят регулирование текучести путем изменения рН суспензии (см. чертеж).

1069948

ВНИИПИ Заказ 11616/16 Тираж 775 Подписное филиал ППП "Патент", r.Óærîðoä, ул.Проектная,4

Для этого подщелачивают суспейзию

5н. КОН до рН 6,3, равного ТНЗ порошка, t = =28,6 с; продолжают подце- лачивание до рН 11,5, = 14,5 с; подкисляют суспензию с помощью 5н.

НС1 до рН 6,3, ь = 28,4 с; продолжают подкисление до рН 4,0, Г=15,бс.

Пример 3. Определяют величиНу ТНЗ Мд-Мп ферритового порошка (состав,%: Fey Oy 67; Мо() 16; Мд.0 17), Она равна 9,8 ед.рН °,Цля получения

62%-ной суспензии смешивают 123 г порошка с 75 г воды. Исходная величина рН полученной суспенэии равна

8,7; L = 21,4 с. Производят регулирование текучести путем изменения рН ) суспензии. Для этого подкисляют суспензию 5н. HN03 до рН 4,0, 7 =13 pc; подщелачивают суспензию 5н. КОН до рН 8,7, i = 21,6 с; продолжают подцелачивание суспензии 5н. КОН до Я рН 9,8, Т = 33,0 с; подщелачивают суспензию 5н. МбОН до рН 11,5, Ы

=17,4 с; подкисляют суспензию 5н, НМО до рН 9,8; <, = 32,7 с; продолжают подкисл,.ние суспензии 5н. НС1. 25 до рН 4,0„ < = 13„2 с.

Пример 4. Определяют величину ТНЗ М вЂ” феррита (состав,Ъ:

РЕ203 71; й;О 27; X Coo, С„О 2) .

Она равна 6,7 ед.рй. Для приготовления 61Ъ-ной суспензии смешивают

112 r порошка с 73 г воды. Величина рН полученной суспензии равна 6,0.

Производят регулирование текучести путем изменения рН суспензии (см; чертеж) . Для этого подкисляютгсуспензию до рН 4,0, ь = 14,0 с; подщелачивают суспензию до рН 6,0, 1 - 19,9с; подцелачивают суспензию до рН ТН3

6,7, <- >

Пример 5. Определяют величину ТНЗ и -феррита (состав,Ъ: Fegp>

71; К 0 27; X CUD, СоО, РЬО BlgO> <

В О 2 ) . Она равна 8,9 ед.рН, Для приготовления 563-ной суспензии смешивают 103 r порошка с 81 r воды. Величина рН полученной суспенэии 8,0;

21,8 с. Производят регулирование текучести путем изменения рН суспензии (см. чертеж). Для этого подшела- 55 чивают суспензию до рН 8,9, Г -"26,5 с; подкисляют суспензию до рН 8,0, 21,8 с; подкисляют суспензию до рН 6,0, à — 17,9 с. ;подкисляют суспенэию до рН 4,0, Г = 14,1 с; подщелачивают суспензию до рН 6,0, .

=18,1 с; подщелачивают суспензию до рН 8,0, i = 22,4 с; подцелачивают до рН 8,9, С -" 26,0 с; подщелачивают суспензию до рН 9,5, . = 20;5 с; подщелачивают суспензию до рН 10,8, 16,4 с.

Пример б. Цля получения

52%-ной водной суспензии порошка бариевого феррита (состав, Ъ: ВаО

13,7; Fe pg 86,3) определяют величину

ТНЗ порошка. Она равна 10,2 ед.рН.

Смешивают 92 г порошка с 85 г воды.

Исходная величина рН полученной суспензии 10,1 ед.рН, = 19,7 с. Производят регулирование текучести путем изменения рН суспензии (см.чертеж).

Для этого подцелачивают суспензию

5н. КОН до рН 10,2,. равного величине

ТНЗ порошка, Т = 19,9 с; подкисляют суспензию 10н. HCI до рН 9",0

=17,0 с; продолжают подкисление до рН 7,2; i = 14,4.с; продолжают подкисление до рН 5,4; t = 13,8 с; подщелачивают суспензию до рН 7,2, 14,3 с; продолжают подщелачивание до рН 9,0; = 17,1 с; продолжают подщелачивание до рН 10,2, равного

ТНЗ порошка, Г = 19,9 с.

Как видно из приведенных примеров, изменение рН суспензий ферритовых порошков с помоцью неорганических электролитов вызывает обратимое изменение текучести суспензий. При этом минимальная текучесть суспензий (максимальное время истечения) наблюдается при рН, равном величине

ТНЗ данного порошка. Наибольшая текучесть (наименьшее время истечения) наблюдается при рН, наиболее удаленном от ТНЗ. Регулирование текучести суспензий с помоцью изменения рН при введении неорганических электролитов позволяет в 1,5-2 раза обратимо изменять текучесть суспензии. Это регулирование не требует нового оборудования или затрат энергии, Простота, дешевизна, экспрессность предлагаемого способа получения водных ферритовых суспензий с обратимо регулируемой текучестью делает его перспективным для внедрения в многостадийных технологических процессах с участием. водных ферритовых суспенэий.