Способ получения водных суспензий ферритовых порошков

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 948 А 2 1 ОО Н мю в ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ф ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(56) 1, Патент ГДР Р 140033,кл, С 04 В 35/26, опублик1980.2, Авторское свидетельство СССРЮ 630032, кл. 3 22 Р 1/00, 1976,3. Патент Франции 9 2435336,кл. В 28 С 1/02, опублик. 1980.(54) (57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДНЫХСУСПЕНЭИИ ФЕРРИТОВЫХ ПОРОЬКОВвключающий смешивание порошка с водойи электролитом о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью обратимого регулирования текучести суспензий, в качестве электролита используют неорганические растворы кислотили щелочей, а рН суспензии поддерживают в пределах 4-10.1069948 2, Способ по и, 1, о т л и ч а ющ и й с я 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 суспензийферритовых порошков, и предназначеНо для использования в технологических процессах производства ферритов, требующих обратимого регулирования текучести суспензий ферритовых порошков в процессе помола,транспортировки, отстаивания. 30Известен способ получения водныхсуспензий порошков магнитотвердыхферритов, согласно которому для повышения текучести водных суспензийпорошков при транспортировке на суспензию налагают переменное электромагнитное поле частотой 200,1000 Гц (1.Д.Недостатком данного способа является использование его только длямагнитотвердых ферритовых материалов, Кроме того, он позволяет регулировать текучесть суспензий ферритовых порошков лишь в сторону ееувеличения, а его использованиетребует специального оборудования и25.значительного расхода электроэнергии.Известен способ, согласно которому для увеличения текучести суспензий порошков магнитомягких ферритов 30в них вводят порошок магнитотвердогоферрита 21.Однако указанный способ также необеспечивает обратимого регулированиятекучести суспензий, так как. обратное вццелениечастиц .магнитотвердого феррита из суспензии техническитрудноосуществимо., Кроме того, добавки магнитотвердого феррита снижают электромагнитные характеристики магнитомягких ферритов,Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук 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.З по 50отношению к ферритовому порошку.Г 3-3. 3. Способ по п.2, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью получения максимальной текучести, рН суспензии доводят до значения, наиболее удаленного от величины точки нулевого заряда порошка,2Однако 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 точкой 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 введением 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 1 4 и рН ) 10, что связано с .заметной раст 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 частиц 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. 45Проведение обратимого регулирования текучести водных ферритовых суспензий с учетом характеристики (ТНЗ) конкретного ферритового материала указывает на универсальность пред 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.60 Способ получения водных суспенэий ферритовых порошков с об ратимым регулированием текучести осуществляют следующим образом. Текучесть суспенэий измеряют по времени истечения (Ц 100 мл суспен" эии 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- н, раствора КЮ - ,КОН-НЮ3 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 установления 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 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 ОС.П р и м е р 1. Для получения 58-ной водной суспензии Ми- Еп- федритового порошка (состав,: Ге ОЗ 711 МнО 15,. ЕпО 14) определяют ТНЗ йорошка методом потенциометрического титрования. Величину ТНЗ находят из величины рН пересечения кривой холостого титрования и титрования суспензий порошка. Величина ТНЗ равна 7,2 ед.рН.Смешивают 112 г порошка с 81 г воды. Исходная величина рН получен-, ной суспензии 6,7 время истечения (Т) 18,1 с. Производят регулирование текучести путем изменения рН суспен."эии (см.чертеж) .Для этого проводят увеличение текучести путем введения в суснензию соляной кислоты до рН 4,0, Г =15,4 с; проводят подщелачивание суспензии с помощью 5 н. МаОН от рН 4,0 до рН 7,2; 1 = 28,7 с; продолжают подщелачивание до рй 11,5; Г = 16,0 с; подкисляют суспензию с помощью 5 н. азотной кислоты до рН 7,2, фс 28,4 с; продолжают подкисление с помощью 5 н. азотной кислоты до рН 4,01 Ф а 15,3 с,П р и м е р 2. Для получения 57-ной водной суспензии.М-Еп - феР- ритового порошка (состав,гРе 0661 ЕпО 24;Н 3,0 10) опРеделяют величйну ТНЗ, Величина ТНЗ пораака равна 6,3 ед.рН. Смешивают 119 г порошка с 90 г воды, Исходная величина рН полученной суспензии равна 6,0122,2 с. Производят регулирование текучести путем изменения рН суспензии (см, чертеж).1069948 ВНИИПИ Заказ 11616/16 Тираж 775 Подписное Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 Для этого подщелачивают суспейзию5 н, КОН до рН 6,3, равного ТНЗ порошка, 1 = 28,6 с; продолжают подце-лачивание до рН 11,5, : 14,5 с;подкисляют суспензию с помощью 5 н.НС 1 до рН 6,3 ь = 28,4 с; продолжают подкисление до рй 4,0, Г=15,бс.П р и м е р 3. Определяют величину ТНЗ Мд-Мпферритового порошка(состав,: Р 60 671 МоО 16; МД 0 17),Она равна 9,8 ед,рН,Цля получения62-ной суспензии смешивают 123 гпорошка с 75 г воды. Исходная величина рН полученной суспенэии равна8,7; : 21,4 с, Производят регулирование текучести путем изменения рН )5суспензии. Для этого подкисляют суспензию 5 н, НЙОз до рН 4,0,=13,0 с;подщелачивают суспензию 5 н. КОН дорН 8,7,= 21,6 с; продолжают подцелачивание суспензии 5 н. КОН до 20рН 9,8, Т = 33,0 с; подщелачиваютсуспензию 5 н. МбОН до рН 11,5,Ы-17,4 с; подкисляют суспензию 5 н,НМО до рН 9,8; ,: 32,7 с; продолжают подкисл,.ние суспензии 5 н. НС. 25до рН 4,0 Т: 132 с.П р и м е р 4, Определяют величиНу ТНЗ М - феррита (состав,:Р 62 03 71; И 0 27; 3. СоО, СО 2) .Она равна 6,7 ед.рН. Для приготовления 61-ной суспензии смешивают112 г порошка с 73 г воды. ВеличинарН полученной суспензии равна 6,0,Производят регулирование текучестипутем изменения рН суспензии (см,чертеж), Для этого подкисляютсуспензию до рН 4,0,= 14,0 с; подщелачивают суспензию до рН 6,0, 1 -19,9 с;подцелачивают суспензию до рН ТНЗ6,7, ( = 29,1 с, подщелачиваютсуспензию до рН 7,1,= 23,6 с,40подцелачивают суспензию дорН 8,2,= 19,5 с, подщелачиваютсуспензию до рН 10,0, Г : 15,2 с;подкисляют суспензию до рН ТЙЗ 6,7,Т: 29 0 с.П р и м е р 5. Определяют величи"ну ТНЗ Й-феррита (состав,: ГеО71 у К 0 27; 2. СОО, СоО, РЬО, ВО9 О 2 ) . Она равна 8,9 ед.рН, Дляприготовления 56-ной суспензии сйешивают 103 г порошка с 81 г воды, Величина рН полученной суспенэии 8,0;21,8 с. Производят регулированиетекучести путем изменения рН суспензии (см, чертеж). Для этого подшелачивают суспензию до рН 8,9, Г "-26,5 с;подвисляют суспензию до рН 8,0,21,8 с; подкисляют суспензию до рН 6,0, Г ф 17,9 с; подкисляют суспенэию до рН 4,0, Г: 14,1 с; подщелачивают суспензию до рН 6,0, с, =18,1 с; подщелачивают суспензию до рН 8,0, Г = 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.П р и м е р б. Цля получения 52-ной водной суспензии порошка бариевого феррита (состав, : ВаО 13,7; Ге 20 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 5 н. КОН до рН 10,2,. равного величине ТНЗ порошка, Т : 19,9 с; подкисляют суспензию 10 н, НС 1 до рН 9",0 =17,0 с; продолжают подкисление до рН 7,2; т: 14,4.с; продолжают подкисление до рН 5,4; Т = 13,8 с; подщелачивают суспензию до рН 7,2, Т: -14,3 с; продолжают подщелачивание до рН 9,0 у ь = 17,1 с; продолжают подщелачивание до рН 10,2, равногоТНЗ порошка, фГ = 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 пер" спективным для внедрения в многостадийных технологических процессах с участием. водных ферритовых суспенэий.