《利用工业废弃物制备高性能锰锌铁氧体关键技术及产业化》

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主要技术内容:

该项目针对中国软磁功能材料锰锌铁氧体粉料生产工艺流程长、原料纯度要求高、资源利用率低、能耗高、环境污染严重等突出问题,通过技术和设备的自主创新,颠覆传统工艺,解决了产业化中的关键技术难题,建成了国内唯一利用工业废弃物为原料制备高性能锰锌铁氧体粉料生产线,提出并实施了高性能锰锌铁氧体粉料的清洁生产技术,处于国内领先水平。

技术创新点:

研发了集湿法冶金、化学分离工程和矿物工程技术于一体的无氟除杂分离技术,发明了锰、锌、铁全利用与杂质元素定向调控新方法,解决了传统方法从资源到材料的流程长、能耗大、成本高、资源利用率低、环境污染严重等重大难题,实现了主元素和掺杂元素的同步富集,杂质元素按目标含量定向分离,为高性能锰锌铁氧体粉料的产业化提供了技术支撑。

构建了窑炉尾气二氧化碳循环利用共沉淀技术,通过自动连续均匀进料系统和吸收塔、分解窑的创新设计,以及沉淀分离系统的工艺创新,达到了分解炉尾气余热的高值利用和二氧化碳循环再利用目的,降低了能耗,解决了二氧化碳直接排放造成资源浪费并污染环境问题,减少了沉淀剂的消耗,实现了锰锌铁氧体粉料的全封闭自动化清洁生产。

针对传统煅烧工艺难以均衡控制温度,全新研发设计了悬浮低温瞬时烧成系统,利用热空气将共沉淀物料悬浮分散在空中进行煅烧,分离后的热空气作为前端干燥的热源,解决了湿法冶金工艺制备锰锌铁氧体初始磁导率先增大后减小的关键技术难题,实现了共沉淀物料烧成后分散均匀无团聚,形成了行业特有的技术优势。

研发设计了兼顾高饱和磁感应强度(Bs)和宽温低磁芯损耗(Pcv)的锰锌铁氧体制备工艺,采用多铁低锌掺杂,优选相互牵制与平衡的微量成分,并通过加工工艺的优化模拟,在同一锰锌铁氧体上实现了高Bs和低Pcv的宽温特性。解决了锰锌铁氧体材料高Bs要求高铁低锌而低Pcv要求低铁高锌这一矛盾性技术难题。

知识产权:

该项目获得授权国家发明专利4项、实用新型专利2项,发表SCI论文19篇。

应用推广及效益:

该项目降低了生产成本,解决了工业废弃物堆积占地和污染环境问题,促进了循环经济发展,装备的自主研发制造及产业化实施,打破了国外技术封锁和市场垄断,对中国软磁制造业的技术进步具有极大的促进作用,社会效益十分显著。近三年产品销量和收入均呈逐年递增态势,累计实现销售收入10.34亿元,新产品毛利2.72亿元,取得了重大的经济效益。

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