锰锌软磁废料循环利用技术与工程示范可行性论证

1、锰锌软磁废料循环利用技术与工程示范可行性论证报告广东中山科成化纤股份有限公司中南大学二零零八年八月目录一. 磁性材料行业基本情况二研究开发的目的意义三. 国内外研究现状及发展趋势四. 锰锌铁氧体市场及发展趋势五. 研究内容、工艺流程、技术关键、技术经济指标及可行性六. 项目的经济效益分析七工作基础及实验条件八开发所需资金及要达到的目标九拟生产规模、投资（设备）、产值、利税十承担单位、项目负责人和主要研究人员的基本情况和技术水平一、磁性材料行业基本情况目前，中国具有磁性材料生产企业及相关的企业1096家，其中铁氧体生产企业359家，稀土磁体和金属磁体生产企业226家，其余为配套设备生产企业和辅助

2、原料生产企业。永磁铁氧体生产企业197家，产量为41万吨(烧结磁体36吨，粘结磁体5万吨），软磁铁氧体生产企业162家，产量为30万吨(锰锌26万吨、镍锌和镁锌4万吨），钕铁硼磁体4万吨，铝镍钴金属磁体0.35万吨，上述数据均包括在中国的外资企业。中国的铁氧体工业基本上保持在20%以上速度增长，平均每五年产量翻一番。近几年，中国铁氧体磁体的产品质量和档次有很大的提高，基本上能生产日本TDK公司的各种牌号标准的产品。用铁鳞为原料生产的烧结铁氧体永磁性能达到FB4B，用氧化铁为原料能生产的磁体性能达到FB5、FB6。锰锌软磁铁氧体功率材料性能普遍达PC30-PC40，少数能生产PC44、PC50等

3、牌号的产品；高导磁率材料i普遍达8000，少数能生产12000-15000的材料。现在软磁铁氧体产品，高技术领域应用占22%，如数字通信、电磁兼容(EMC)、射频宽带、抗电磁干扰(EMI)、高清显示、汽车电子。传统中低档产品领域应用占78%，如电视机、电源适配器、电子镇流器、普通开关电源变压器、天线棒。从总体来看，中国的铁氧体磁体的性能还以中低档为多数，虽然产量高居世界第一，但产值并不理想。现在中国的磁性材料总产值约265亿人民币，永磁铁氧体产值62亿，平均价格在1.5万元/吨；软磁铁氧体产值在93亿，平均价格在3.1万元/吨，其余钐钴磁体、钕铁硼磁体和金属磁体占市场110亿元。2006年中国

4、出口各类磁体23万吨，出口金额仅8.6亿美元；进口各类磁体6.9万吨，而进口金额达5.7亿美元。中国磁性材料需要的原料问题。软磁铁氧体用的原材料主要是氧化铁、四氧化三锰、氧化镁、氧化镍和氧化锌等。中国的四氧化三锰的质量和产量除能满足国内软磁铁氧体需求外，还出口；氧化镁、氧化镍和氧化锌辅助材料也能满足中国软磁铁氧体发展需要。但占软磁铁氧体70%的主要原料氧化铁，无论在质量和数量上都不能满足日益发展的中国软磁铁氧体需要，还需进口。随着中国钢铁行业发展，氧化铁原材料不是制约因素，最大问题是辅助原材料锰、锌、镍等的价格上升。中国磁体发展分析。中国的磁性材料工业凭借丰富的资源和劳动力的优势，以及巨大的国

5、内外市场支持，将有一个稳定的发展时期。磁性材料磁体的生产集中在亚洲，日本以高档磁体为主体；中国以中低档磁体为主体，并分割部分的高档产品市场；其他东南亚国家分割部分中低档产品市场。由于中国具有良好的整机配套市场和投资环境，加速日本、欧美的铁氧体磁体制造业向中国转移。预测到2010年中国的铁氧体磁体的产量将全球的产量60%以上，钕铁硼磁占全球的80%。目前中国磁性材料行业存在最大问题：1）资本和知本脱节：现在有资金的企业不少，据统计，上市公司加入磁性材料行业有近30家。一些非磁材领域的上市公司单凭资金投入，缺少与研究院所和有一定技术的企业联合。2）科技投入力度不够：国内的一些大企业，在科技投入方面

6、资金较少，没有技术创新的考虑。国外的企业投入科技开发的资金约为利润总额的5%。3）缺少与下游产品共同开发：由于中国的整机开发跟在国外市场后面，很少与磁材企业沟通，所以磁材行业在整机使用方面永远处于被动地位。4）中国磁性材料企业过多，新兴企业的要占市场仅靠下降价格，像滚雪球一样无止境。另外中国的市场竞争无游戏规则，无自我约束机制。总之，21世纪国际磁性材料中心转移到中国，中国将成为世界最大的磁性材生产基地、磁材销售市场。各企业要按照中国磁性材料发展战略，制定各自的战术，从小到大，从大到强，从国内到国际，步步实现自己的宏大理想。二、项目开发的目的意义随着通讯、计算机网络等信息产业的高速发展，高性能

7、锰锌铁氧体制备成为磁性材料研究的前沿课题。检索国内外文献，高性能锰锌铁氧体制备的研究重点集中在陶瓷法工艺。即：以高纯Fe2O3、Mn3O4和ZnO为原料，经过配料、一次球磨、一次造粒和预烧等工艺得到锰锌铁氧体粉料，再经二次球磨、掺杂、二次造粒、成型和烧结等过程制备铁氧体产品。其突出优点是工艺简单，但原料混合不充分和产品稳定性差是陶瓷法难以克服的缺点。随着锰锌铁氧体应用领域的拓展和材料开发的深化，IT产业及网络通讯等高端用户提出更高的要求，陶瓷法制备技术难度更大。为克服其不足，研究出多种新的锰锌铁氧体粉料制备方法。如：化学共沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法、超临界法、喷雾热解法、自蔓延高温合成法、低

8、温合成法、微乳法和共晶法等。我们已注意到陶瓷法的大规模工业应用（如日本TDK、德国EPCOS、美国STEWAD、浙江东磁和天通及广东风华等）和化学沉淀法等新技术被束之高阁的事实。我们也注意到国内外对陶瓷法的深入研究，如原料的匹配（粒径尺寸与分布，比表面积等）、掺杂种类和数量及其作用机理（SiO2，CaO，TiO2和SnO2等）、烧结气氛和升降温制度等对铁氧体显微结构和磁性能的影响等。我们还发现国产锰锌铁氧体在全球中低档产品中占有很大比例，但在高档产品中的市场份额远低于日欧等发达国家。其中，原材料对中国锰锌铁氧体质量的制约显而易见，成为我国铁氧体产品品质提高的“瓶颈”。比如国内软磁铁氧体制备用氧

9、化铁的主要供应商上海宝钢，在高导铁氧体研发方面也是采用从日本进口的氧化铁。我们如果遵循常规途经，仅注重陶瓷法技术的研究与开发，要使国内铁氧体产业赶超日、欧等西方磁性材料强国是非常困难的，甚至是不可能的。所以，研发一种低成本的优质高纯锰锌铁氧体粉料及铁氧体制备新技术，是快速提升我国铁氧体质量的关键所在。基于上述原因，中南大学结合湿法冶金、无机化工和磁性材料等学科的理论和技术，成功开发出利用矿物原料或工业废料为原料，直接制备锰锌铁氧体粉料的新技术，简称直接法。该技术在不需要进行Zn-Mn、Zn-Fe和Mn-Fe相互分离的前提下，利用含Fe、Mn和Zn的矿物或工业废料为原料，经硫酸同时浸出浸出液还原

10、和初步净化碳酸盐共沉淀煅烧锰锌铁氧体粉料。即：在原料的硫酸浸出处理过程中，考虑锰锌铁氧体的主体成分，进行配方计算，利用多种净化技术，去除有害成分，按比例提取有用的Fe、Mn和Zn主体成分，最终得到锰锌铁氧体粉料。再者，锰锌铁氧体器件的制备和加工过程中，产生10%-20%的废料（含废器件或抛光料）。据2005年统计资料显示，我国锰锌铁氧体产量为20-30万吨/年，按15%的废料产生量计算，原料损失3.0-4.5万吨/年。国内高i铁氧体原材料售价12000元/吨，仅原材料损失达3.6-5.4亿元/年。如果采用直接法技术，将上述废料制备出高档锰锌铁氧体产品，按平均售价12万元/吨计算，经济效益达43

11、.2-64.8亿元/年。十一五期间国内锰锌铁氧体产量将达到40万吨/年，预计2015年软磁铁氧体产量可达到50-60万吨/年，产生的铁氧体废料和损失的原材料价值是目前的2倍，造成的直接经济损失达8.0-12.0亿元/年（2006年国内最大的磁性材料企业-浙江横店东磁公司的销售额27亿元）。目前，国内外软磁废料的处理技术有烧结填埋或闲置堆存或出售给模具和瓷砖公司作配料。检索国内外文献，仅中南大学的彭长宏等2006年申请了“一种循环利用废磁性材料的方法”发明专利，未见其他的专利申请或授权。因此，采用矿物原料的铁源或锰锌铁氧体废料为原料，经直接法技术制备锰锌铁氧体技术，具有现实意义和长远意义。三、国

12、内外研究现状及发展趋势由于国内外企业均采用“陶瓷法”制备锰锌铁氧体，其中Fe2O3占70%，现仅就Fe2O3原料的国内外制备技术进行分析。1国产氧化铁现状1）锰锌铁氧体制备用氧化铁生产厂家主要是各钢铁公司，我国生产冷轧钢材的钢厂几乎都引进了Ruthner法的酸再生装置，随着高纯氧化铁需求的增加，近年引进的酸再生装置都带有除Si的装置。据统计，我国钢厂氧化铁的生产能力如表1。表1：我国钢厂氧化铁的生产能力企业名称生产线钢产量/万吨氧化铁产能/吨品质等级使用状况备注宝钢（上海）115000高纯Mn-Zn26000高纯Mn-Zn37200高纯Mn-Zn49000高纯Mn-Zn宝钢（上海益昌）6000

13、中纯Ni-Zn、Mg-Zn、永磁宝钢（南京梅山）8000待建鞍钢14000除SiMn-Zn、Ni-Zn上世纪八十代投产212000Mn-Zn、Ni-Zn本钢112000Mn-Zn、Ni-Zn、Mg-Zn21508000批复、待建马钢1950021508000批复、待建邯钢18000Mn-Zn、Ni-Zn21508000武钢1冷轧10000中、低永磁、Ni-Zn、Mg-Zn2冷轧10000高Mn-Zn、Ni-Zn3硅钢6000中、低永磁、Mg-Zn首钢4500情况不明华菱（湖南长沙）10500情况不明攀钢3000中、低Ni-Zn、Mg-Zn包钢1206000批复、待建天铁12000批复、待建合计

14、产出129300其中，可用于Mn-Zn的约83200吨2010年预计产出1813002）我国虽然已建有约15条Ruthner法氧化铁生产线，产量约达129300吨，但质量状况不理想，真正能用于Mn-Zn铁氧体的也不超过83200吨，至于i10000的高导铁氧体用的高纯Fe2O3则主要依赖进口。3）行业内已意识到国产Fe2O3的质量问题，2005年由磁性材料行业协会牵头，组织了新的行业标准“软磁铁氧体用氧化铁”的编制，但其技术指标不同程度低于境外同类产品的指标，表2列出了用于Mn-Zn铁氧体的国产高纯Fe2O3 YHT-1与目前普遍使用的同类进口Fe2O3 JC-SM及HF-SB的指标对比。表2

15、：Fe2O3的标准对比项 目牌号中国行业标准日本JFE中国台湾中钢YHT-1JC-SMHF-SBFe2O399.3099.4799.30SiO20.0100.0080.010CaO0.0100.0070.021Al2O30.0100.0110.019MnO0.2600.3870.323SO42-0.1000.040Cl-0.1000.0800.100TiO20.0100.0047MgO0.0100.0017Na2O0.0100.0027K2O0.0050.0024H2O0.4000.110P2O50.0100.003550.011NiO0.0130.00764Cr2O30.0100.00292

16、0.0117CuO0.0100.00125B0.001平均粒径APS/m1.50.800.70-1.00松装密度BD/g.cm-30.350.76比表面积SSA/m2.g-11.85.5从表中可以看出，物理指标差距较大，这也是目前国产Fe2O3在许多领域不能取代进口Fe2O3的主要原因。2目前国内Fe2O3的供需状况当前Mn-Zn铁氧体的总产量约为230000吨，去除外资企业58700吨，实际内资企业的产量171300吨，约需氧化铁120000吨。估计目前可用于Mn-Zn铁氧体的国产Fe2O3的产量约80000吨，则缺口约40000吨，必须从境外进口补充。目前的境外供应商主要有日本的JFE、韩

17、国的EG、DONGBU、德国的Thyssen-krupp与我国台湾省的中钢等。此外，外资公司约需42000吨，因此中国市场需用进口氧化铁逾80000吨，这给Fe2O3市场造成很大的压力，呈现供不应求的局面。3存在的问题我国巳建或待建的酸再生生产线的技术虽然都来自ANDRITZ，并且大多带有除Si装置，但与境外同类Fe2O3的材质相比，己出产的Fe2O3在含杂量上，特别是在物理指标上均相逊。其原因在于：1）我国钢厂的酸再生生产线均附属于冷轧生产线，而冷轧线的主要产品为钢材，其主要的注意力都放在钢材上，因为只有钢材的产、质量才是考核他们的硬指标。而对其副产品不甚重视，也不甚愿意在副产品上投入更多的

18、财力与人力，或采取更多的技术措施。2）我国钢厂酸再生生产线上的管理人员和技术人员目前还不太了解铁氧体对Fe2O3的技术要求及其意义，他们不了解，哪怕是100ppm或者是10ppm的微量杂质都会影响高性能软磁铁氧体的材质。3）我国钢厂酸再生产线上的管理和技术人员目前还没有完全掌握如何通过调整和控制工艺来控制其制品Fe2O3的含杂量和有关物理参数，诸如废液pH值的控制、凝絮剂的添加量、沉降速度的控制、培烧塔温度的控制等。4）到目前为止可能尚未有一条线设有水洗装置，因此超纯的Fe2O3很难制取，所以高导 (i10000 ) 材料用的Fe2O3在今后一段时期内可能还需依赖于进口。4锰锌铁氧体制备用原料

19、发展趋势由于陶瓷法技术存在原料混合不均匀等难以克服的缺点，共沉淀法虽然粉料质量优异，但价格较贵，限制了它的工业规模应用。高档廉价的锰锌铁氧体复合粉料的制备，既是国内企业快速提高产品档次重要途径，也是各粉料生产企业努力的方向。随着冶金-化工-材料等学科的相互融合和发展，单一粉料复合粉料的发展趋势成为必然。其实，国内有厂家已有这方面的成功尝试，重庆钛白厂利用钛白水解副产品FeSO4·7H2O为主要原料，配入相应的ZnSO4·7H2O和MnSO4·H2O制备出锰锌铁氧体复合粉料，售价15000-16000元/吨，产品在四川省范围内已是供不应求。因此，利用锰锌铁氧体废料为

20、原料，制备锰锌铁氧体复合粉料，既解决了锰锌铁氧体废料的资源化利用问题，也符合锰锌铁氧体原料市场需求的发展趋势。四、锰锌铁氧体产品市场及发展趋势1锰锌铁氧体的产量我国Mn-Zn铁氧体的生产与市场，巳经形成颗粒料与磁芯二大块。颗粒料巳经成为一种商品流通在软磁铁氧体市场，由于颗粒料进入市场，使软磁铁氧体的生产得以普及与提高，一大批中、小型企业无需投入更大的资金与场地，也无需为不掌握Mn-Zn铁氧体的核心技术而担心做不出合格的产品，因此中国的Mn-Zn 铁氧体生产发展迅猛。我国大陆Mn-Zn铁氧体的生产企业超过100家(包括外资企业)，总产量约230000吨，其分布与生产能力大致见表3。表3：中国锰锌

21、铁氧体磁体生产企业分布地区生产企业数磁芯生产能力（吨）颗粒料生产能力（吨）上海81080010600浙江1867300江苏183020020000广东1522800四川6167006600湘、鄂、赣、闽425002500长江以北112100010600外资1158700合计100230000503002铁氧体市场的特点1）中低挡产品为主，功率铁氧体大部分相当于PC30至PC40之间，高磁导率软磁铁氧体则大部分i10000。2）价格相对比较低廉，相当于PC40以下的磁芯价格约 30000元/吨，相当于PC40的磁芯价格约40000元/吨，R10k的磁芯约50000元/吨，形状复杂的或小型的磁芯价

22、格可稍高些。3）生产企业集中在东部长三角地区，沪、浙、苏三省市磁芯产量合计达108300吨，约占全国产量的47.09%，再加上该地区外资企业的产量27000吨。则可占全用产量的58.83%，而该地区颗粒料的产量合计为30600吨，占全国颗粒料产量的60.83%。此外，山东、福建、广东的产量也较多，内地只有四川较多，其余则分散。4）海外许多软磁铁氧体生产企业都在中国大陆建了厂，有独资的，也有合资的。其中生产Mn-Zn铁氧体的见表4。表4：在中国大陆的外资企业企业名称海外投资方企业所在地上海瀛赛拉磁性器材有限公司日本NICERA上海市昆山尼赛拉电子器材有限公司日本NICERA江苏昆山市(TDK)厦

23、门有限公司TDK(日资)福建厦门东金科技(厦门)有限公司Tokin(日资)福建厦门市TOMITA(珠海)TOMITA (日资) 广东省珠海市江门JFE有限公司 JFE(日资)广东省江门市东莞飞磁 FEROXCUBE广东省东莞市珠海EPCOSEPCOS广东省珠海市金宁三环FDK有限公司FDK(日资)江苏省南京市山东宝岩宝岩(韩资)山东省越峰电子(昆山)有限公司越峰(台资)江苏省昆山市苏州阳光电子有限公司阳光(港资)江苏省苏州市3锰锌铁氧体的发展方向1）材质特征的适应性日显突出：一提起功率铁氧体，人们自然地联系到PC30、PC40、PC44，它们具有相同的测试条件，即

24、都是最适合100kHz、200mT和100的条件下工作。但是实际上磁芯可能在60的环境，或者是在有高直流叠加的条件下工作等，典型的PC30、PC40、PC44的特性就不那么满足使用要求了。对于高导铁氧体也是如此。在现代电子技术中，各种应用中频率、环境温度、激励状态等条件下都不尽相同，因此应有不同的材质特性予以匹配。近年来，国外开发了一系列的特征适应性材料，表5给出了TDK公司在此方面的工作。表5：TDK公司特征适应性Mn-Zn铁氧体材料应用领域工作条件对磁芯的技术要求使用材料(TDK)主要技术指标备注手提电脑、数码相机、汽车导航系统、适配(插座)变压器等环境温度40-80功耗谷点在40-80，

25、更低的PCV值PC45PCV(100kHz,200mT,75)=250kW/m3Bs(25)=530mTPC44的参数PCV(100kHz, 200mT,75) =300kW/m3Bs(25)=530mTPC46PCV(100kHz,200mT,45)=250kW/m3Bs(25)=530mT开关电源、手提电脑的适配器、充电器、LED的背光源等高效、紧凑、宽频宽频范围(100-300kHz)低PCV，高BsPC47PCV(100kHz,200mT,100)=250kW/m3Bs(25)=530mT数字用户线的调制解调器高效传输、有效信号低THD(总谐波失真)，即材料低B，宽温(0-80 )，宽

26、频DN40i=4000±25% i=(-0.52.0)×10-6B(10kHz,1.53.0mT)0.8×10-6/mTDN70i=7500±25% i=(-0.51.5)×10-6B(10kHz,1.53.0mT)0.2×10-6/mT数字用户的脉冲变压器宽温，直流叠加宽温(070)直流叠加特性优异，保持高电感值DN45i=4500±25%Bs(25)=460mTHP5参数为：i=5000±25%Bs(25)=400mT宽带网用背光源变压器、接口等直流叠加高Bs，高iDN40i=4000±25%Bs(2

27、5)=405mT功率变压器、扼流圈温升高高温下高BsPC33Bs(100)=440mTPC40参数为：Bs(100)=390mT汽车用DC-DC变换器，LCD背光源用逆变器，交流匹配器，充电器等宽温(25 120)，低功耗宽温(25120)更低的PCVPC95PCV(100kHz,200mT,80)=280kW/m3PC44参数为：PCV(100kHz, 200mT,80)= 320kW/m3户外数字通讯装置在户外低温(-20)正常工作宽温，在-20时仍具有高iH5C4i(25)=12000±25%i(-20)=9000H5C2参数为：i( 25)=10000±30%i(-

28、20)=6500宽带变压器体积小，紧凑，高效，省材更高的i值H5C5i=30000±30%2）不断优化生产工艺和生产设施，以提高产品的质量水平，特别是产品质量的稳定性和一致性，并提高生产效率，提高产品的生产合格率。4国内企业应对策略据统计，国内企业面临着占有锰锌铁氧体70%的市场份额，但销售额仅占30%的尴尬局面，改变这种状况的唯一出路就是提高产品档次。由于国外企业无论在陶瓷法技术、设备、资金和研发投入等方面都是国内企业无法抗衡的，如日本TDK公司2005年的研发投入达100亿元，当年国内所有磁性材料企业的总销售额仅为100亿元。沿用传统的陶瓷法技术，国内企业难以超越国外的技术水平。

29、唯有以高档廉价的锰锌铁氧体复合粉料为原料，克服陶瓷法原料混合不匀的不足，才有望赶超国外铁氧体技术水平。因此，利用硫化锌精矿中的铁源直接制备锰锌铁氧体复合粉料具有现实意义，也是国内铁氧体企业提高产品品质的有效途径。五、研究开发内容、工艺流程、技术关键、技术经济指标及可行性1研究开发内容本课题拟设置以下方面的研究内容：1）锰锌软磁铁氧体废料资源化利用的湿法处理工艺条件优化 硫酸强化浸出过程工艺条件优化：包括强化浸出过程浓硫酸用量、终点酸浓度、终点高铁离子浓度和浸出温度等条件的设计与优化。 浸出液定比例还原技术工艺条件优化：包括还原剂种类、数量及配比计算与优化。 共沉淀过程工艺条件优化：以MeCO3

30、（Me代表Fe、Mn和Zn）共沉过程的结晶化学原理为指导，进行共沉淀过程工艺条件的设计与优化，包括共沉淀方式、温度、沉淀剂种类与浓度、表面活性剂种类与浓度等。2）利用锰锌软磁废料制备超高i=12000-15000软磁材料技术 超高i锰锌软磁铁氧体基本配方的设计与优化：包括调整粉料中Mn/Zn比、改性剂的添加、掺杂种类和数量等。 气氛烧结工艺条件研究：为得到密度高、气孔率低、晶界直、晶粒大且均匀的烧结体，以气氛烧结理论为指导，进行烧结工艺条件的设计与优化，包括烧结温度、烧结时间和烧结气氛等因素。3）锰锌软磁废料制备超高i软磁材料的工程应用技术开发 完成产出共沉淀粉15Kg/批的扩大试验，研究强化

31、浸出、定比例还原、深度净化和共沉淀过程等的物质平衡问题，重点研究硫酸强化浸出关键技术的设备和材质耐高温耐酸能力及设备选型等工程应用技术问题。 研究与扩大试验共沉淀粉料相匹配的超高i锰锌软磁材料制备技术，包括预烧温度、烧结过程升温和降温制度、烧结过程气氛控制等技术，重点考查预烧过程与现有烧结模具和材质对铁氧体磁性能的影响。4）锰锌软磁废料循环利用技术示范工程研究依托广东中山科成化纤股份有限公司，完成处理锰锌软磁废料1000吨/年的工程建设和工业试验研究，重点考察经过优化设计的工艺技术条件、设备选型与材质等的适当性问题，开发该工艺全过程的物质-能量-环境的系统技术，进行先进的量化设计，为该技术的工

32、业应用奠定基础和积累数据，形成锰锌软磁废料循环利用的技术原型。2工艺流程本项目拟采取如图2所示原则工艺流程。图1：锰锌软磁废料循环利用原则工艺流程3技术关键1）硫酸强化浸出工艺条件确定。在铁氧体制备技术中，无论是陶瓷法或软化学法，都有产品的烧结过程，形成性质非常稳定的尖晶石型铁酸锌和铁酸锰，为利用废料中Fe、Mn和Zn三种主体成分，减少后续还原和净化过程的废渣量，硫酸强化浸出过程工艺条件是本项目要解决的关键技术之一。2）本项目利用锰锌软磁废料制备高i锰锌软磁材料，粒度和活性方面均优于氧化法的粉料，在不需要新建设铁氧体工艺生产线的前提下，设计和优化与现有铁氧体生产线设备匹配的铁氧体工艺条件，是本

33、项目需要突破的另一关键技术。4技术经济指标 废料中主成分利用率和总回收率：锰锌软磁废料中Fe、Mn和Zn三种主成分的利用率95%，总回收率90%。 共沉淀粉的质量：主成分的实际配比与理论配方的相对误差控制在±0.2%；重金属（按Pb）计50ppm，Al150ppm，Si50ppm。 颗粒料物理检验指标：松装比 1.30-1.40g/cm3，含水率 0.2-0.4%，颗粒分布 60-180目85%，60-100目=30-65%。 铁氧体产品质量：达到或超过国内同类产品标准。 环境保护：渣率10%，无废水和废气排放。5可行性分析1）固体废物资源化和锰锌软磁材料制备新技术有前期研究利用矿物

34、或钢铁厂烟尘制备锰锌软磁材料技术，中南大学进行了多年的研究和探索，取得了较大突破，尤其是对复杂多元组分一步深度净化的研究，开发成功复盐沉淀深度净化方法，申报了一系列国家发明专利(见表6)。表6：与本申请课题有关的专利情况序号专利(申请)号专利名称状态专利内容1ZL95110609.0一种制取磁性材料的方法授权利用磁性材料主成分的共性，直接由矿物原料同时提取和纯化，从而大大降低了对矿石原料品位的要求，且矿石含铁量不受限制；对有害杂质的控制容易，因而产品质量高，达到和超过“共沉淀法”产品的标准。203124708.3硫酸盐体系中多金属离子溶液的深度净化方法公开将(NH4)2SO4加入到多金属离子溶

35、液中，与溶液中的绝大多数有害元素离子彻底分离，达到深度净化目的，所制得的具有一定金属比例的纯净混合复盐可作为制取软磁铁氧体材料的重要原料。3200410023301.2一种由钢厂烟尘直接制备高纯锰锌铁复合粉的方法公开将钢铁厂烟尘、废铁屑、菱锰矿和氧化锌烟尘按照配比混合，以强酸浸出，分别加入硫化物和氟化物进行初步除杂，然后复盐沉淀深度净化，最后以碳酸盐或碱液作沉淀剂进行共同沉淀，得到高纯锰锌铁复合粉。与直接法技术用的矿物原料相比，锰锌软磁废料具有杂质成分含量低和铁酸盐结构稳定等特点，两者成分的比较见表7和表8。表7：硫化锌矿和软锰矿的化学成分（%）名称ZnFeMnSiO2Al2O3CaOMgOC

36、dCuPb硫化锌矿48.834.850.947.391.334.691.440.150.281.51软锰矿0.0654.7540.1015.153.522.472.470.0270.0640.02表8：广东风华和浙江东磁锰锌软磁废料化学成分（%）产地FeMnZnSiO2CaOMgOAlCu广东风华51.019.778.200.320.250.220.0830.04浙江东磁49.9716.435.780.470.350.050.150.01从表7和表8数据可知，矿物中的杂质成分远高出锰锌软磁废料的杂质含量，尤其是对铁氧体磁性能影响极大的Si含量更高。用锰锌软磁废料替代直接法的矿物和共沉淀法的金属

37、原料，可以缩短工艺流程和降低原材料成本。2）硫酸强化浸出技术有理论依据锰锌软磁废料循环利用的前提条件是铁酸锌和铁酸锰的溶出。针对常规硫酸熟化焙烧技术存在设备要求高和熟化过程产生结块现象等不足，本课题提出了硫酸强化浸出技术。铁酸锌和铁酸锰都属于较难溶解的铁氧体，以铁酸锌为例，通过分析铁酸锌溶出过程的热力学来论证硫酸强化浸出过程可行性。根据文献查得铁酸锌水系（ZnO·Fe2O3-H2O系）有关反应在25和100的平衡条件，可以绘制出ZnO·Fe2O3-H2O系电位-pH图（见图2）。图2：铁酸锌水系的电位-pH图分析ZnO·Fe2O3-H2O系电位-pH图可知，提高酸度对铁酸锌的溶出有利。再者，溶液中Fe3+可以发生聚合反应生成聚合硫酸铁，也有利于铁酸锌的溶出。因此，本课题提出的硫酸强化浸出技术处理锰锌软磁废料是可行的，我们的前期实验探索也证明了这一立论的正确性。3）定比例还原技术应用确保了粉料质量高品质铁氧体制备对粉料要求之一是主成分配比准确。浸出液的还原过程，既要