KR100295204B1 - Method for producing magnesium-ferrite composite powder using hydrothermal synthesis - Google Patents
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Abstract
자체 연소 반응법을 이용하여 텅스텐(W)을 제련하는 과정에서 산에 의한 침출의 결과로서 발생되는 마그네슘(Mg) 폐액으로부터 마그네슘(Mg)을 회수하기 위해서 하소공정없이 수열 합성법을 이용하여 단분산성 구형의 초미립자들을 직접 제조함으로써 결정성이 우수한 마그네슘-페라이트 복합분말을 제조하는 방법이 개시되어 있다. 본 발명에 따르면, 출발원료인 Fe2+, H2O, 폐산중의 Mg 이온을 일정만 몰비로 혼합한 후 pH 조절제로서 KOH를 첨가하여 수산염 형태로 침전을 시킨다. 이때, 마그네슘(Mg) 폐액으로부터 마그네슘을 회수하기 위해서 2가 철염(FeC12·6H2O)을 사용한다. 다음에는, 생성된 공침물을 압력 반응용기 내에 장입한 후 130∼240℃의 온도에서 수열반응시킨다. 그런 후에는, 반응 종료후의 잔류 Fe2+, Fe3+, Mg2+등을 제거하기 위해 열수로 충분히 수세하고, 분말의 응집을 막기 위해 최종단계에서 메틸 알코올을 첨가하여 초음파 세척기로 분산시킨다. 그리고, 생성물을 여과하여 산화 방지를 위해 90℃의 진공 건조로에서 24시간 건조시킨다. 그 결과, 스피넬(spinel) 구조의 마그네슘-페라이트 복합분말이 얻어진다.In order to recover magnesium (Mg) from magnesium (Mg) waste liquid generated as a result of leaching by acid in the process of smelting tungsten (W) using the self-combustion reaction method, monodisperse spherical structure was used without hydrothermal synthesis without calcination process. A method for producing a magnesium-ferrite composite powder having excellent crystallinity by directly preparing ultrafine particles of is disclosed. According to the present invention, Fe 2+ , H 2 O, which is a starting material, and Mg ions in waste acid are mixed at a constant molar ratio, and KOH is added as a pH adjusting agent to precipitate in the form of oxalate. At this time, divalent iron salt (FeC1 2 · 6H 2 O) is used to recover magnesium from the magnesium (Mg) waste liquid. Next, the produced co-precipitate is charged into a pressure reaction vessel and subjected to hydrothermal reaction at a temperature of 130 to 240 ° C. Thereafter, water is sufficiently washed with hot water to remove residual Fe 2+ , Fe 3+ , Mg 2+ , and the like after completion of the reaction, and methyl alcohol is added in the final step to disperse the powder and dispersed in an ultrasonic cleaner. The product is then filtered and dried in a vacuum drying furnace at 90 ° C. for 24 hours to prevent oxidation. As a result, a magnesium-ferrite composite powder having a spinel structure is obtained.
Description
본 발명은 수열 합성법을 이용하여 마그네슘-페라이트 복합분말을 제조하는 방법에 관한 것이며, 특히 자체 연소 반응법(Self-propagating High-temperature Synthesis; 이하, SHS라 칭함)을 이용하여 텅스텐(W)을 제련하는 과정에서 산에 의한 침출의 결과로서 발생되는 마그네슘(Mg) 폐액으로부터 마그네슘(Mg)을 회수하기 위해서 하소공정없이 수열 합성법을 이용하여 단분산성 구형의 초미립자들을 직접 제조함으로써 결정성이 우수한 마그네슘-페라이트 복합분말을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing magnesium-ferrite composite powder using hydrothermal synthesis, in particular, smelting tungsten (W) using a self-propagating high-temperature synthesis (hereinafter referred to as SHS). In order to recover magnesium (Mg) from the magnesium (Mg) waste liquid generated as a result of leaching by acid in the process, magnesium-ferrite having excellent crystallinity is produced by directly preparing monodisperse spherical ultrafine particles using hydrothermal synthesis without calcination process. It relates to a method for producing a composite powder.
현재까지, 무선통신 기술은 이동통신, 군사용 레이다 등의 여러 가지 용도로 활용되고 있으며, 그 비중이 점차적으로 증대되고 있다. 이에 따라, 통신기기의 핵심부품인 안테나 소재의 개발이 무엇보다도 선행되어 해결해야 하는 필수조건으로 대두되고 있다. 레이더의 경우, 종래의 기계적인 회전식 안테나의 한계를 극복한 페이스 어레이 안테나(phase array antenna)가 개발된 바 있다. 페이스 어레이 안테나의 핵심소자인 이상기(移相器;phase shifter)는 저손실, 소형, 양호한 온도특성, 고속의 스위칭 등의 까다로운 요구조건을 충족시켜야 하기 때문에, 이상기의 재료로 이용되기 위해서는 높은 신뢰도가 요구된다.To date, wireless communication technology has been utilized for various purposes such as mobile communication, military radar, etc., and its weight is gradually increasing. Accordingly, the development of the antenna material, which is a core part of the communication device, has emerged as an essential condition to be solved in advance. In the case of radar, a phase array antenna has been developed that overcomes the limitations of the conventional mechanical rotating antenna. Phase shifter, a key element of face array antenna, has to meet demanding requirements such as low loss, small size, good temperature characteristics and high speed switching, so high reliability is required to be used as material of ideal phase do.
현재 실용화된 이상기의 재료로는 MgxMn1-xFe2O4가 널리 이용되고 있다. 이러한 연자성(軟磁性) 분체들을 제조하기 위해 적용된 방법들 중에서 대표적인 것으로는, 금속산화물, 금속 수산염 등의 금속 화합물을 목적 분말의 성분 조성에 맞도록 혼합하여 하소후 분쇄하는 고상 반응법을 들 수 있다. 그러나, 이 방법은 볼 밀에 의한 혼합 및 분쇄 과정에 있어서 각각의 성분 화합물에 대한 최적의 분쇄시간이 달라서 입도 분포 및 전체의 조성이 불균일하므로, 분말의 특성에 좋지 않다. 또한, 볼 밀 매체의 마모에 의한 불순물의 혼입으로 인하여 물리 화학적으로 해로운 영향을 미치게 된다.At present, Mg x Mn 1-x Fe 2 O 4 is widely used as a material for the ideal phase. Among the methods applied to prepare such soft magnetic powders, a solid phase reaction method in which metal compounds such as metal oxides and metal oxalates are mixed to match the composition of the target powder and calcined after calcining may be used. have. However, this method is not good for the characteristics of the powder because the optimum grinding time for each component compound is different in the mixing and grinding process by the ball mill, so that the particle size distribution and the composition of the whole are nonuniform. In addition, incorporation of impurities by abrasion of the ball mill medium has a physicochemically detrimental effect.
이와 같은 고상 반응법의 단점을 보환하기 위해 화학적 측면에서 고순도화, 조성의 균일화, 그리고 물리적인 측면에서 입자의 미세화 및 입도 분포의 균일화를 도모할 수 있는 습식법에 의한 분말 합성법이 연구되고 있다. 그러나, 습식법중의 공침법이나 알콕사이드법 등은 공정이 복잡하며 원료의 가격이 비싸다는 단점을 가지고 있다. 따라서, 기존의 공법보다 경제적인 방법을 개발해내는 것이 중요한 과제로 대두 되었다.In order to compensate for the disadvantages of the solid phase reaction method, a powder synthesis method using a wet method that can achieve high purity in chemical aspects, uniform composition, and physical particle size and particle size distribution has been studied. However, the coprecipitation method and the alkoxide method in the wet method have a disadvantage in that the process is complicated and the raw material is expensive. Therefore, developing an economic method is more important than the existing method.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 SHS를 이용하여 텅스텐(W)을 제련하는 과정에서 산에 의한 침출의 결과로서 발생되는 마그네슘(Mg) 폐액으로부터 마그네슘(Mg)을 회수하기 위해서 하소공정없이 수열 합성법을 이용하여 단분산성 구형의 초미립자들을 직접 제조함으로써 결정성이 우수한 마그네슘-페라이트 복합분말을 경제적으로 제조하는 방법을 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, an object of the present invention from the magnesium (Mg) waste liquid generated as a result of leaching by acid in the process of smelting tungsten (W) using SHS. In order to recover magnesium (Mg) by using a hydrothermal synthesis method without a calcination process to directly prepare monodisperse spherical ultrafine particles to provide a method for economically manufacturing a magnesium-ferrite composite powder excellent in crystallinity.
제1도는 본 발명에 따른 마그네슘-페라이트 복합분말의 제조 공정도.1 is a manufacturing process of the magnesium-ferrite composite powder according to the present invention.
제2도는 본 발명을 수행하는데 사용되는 압력 반응용기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.2 is a view schematically showing the configuration of a pressure reaction vessel used to carry out the present invention.
제3도는 원료물질들의 몰 조성을 2 : 1로 하고 pH = 12로 설정한 상태에서 반응 생성물의 X-선 패턴 결과를 나타낸 그래프.3 is a graph showing the results of the X-ray pattern of the reaction product with the molar composition of the raw materials set to 2: 1 and pH = 12.
제4도는 출발원료인 Fe2+와 Mg2+의 몰비를 2 : 1로 하고 pH = 12로 설정한 상태에서 pH 조절제를 각기 다르게 첨가한후 반응 생성물의 X-선 패턴 결과를 나타낸 그래프.Figure 4 is a graph showing the X-ray pattern of the reaction product after the addition of the pH regulator in a state in which the molar ratio of the starting material Fe 2+ and Mg 2+ is 2: 1 and pH = 12.
제5도는 출발원료인 Fe2+와 Mg2+의 몰비를 2 : 1로 하고 KOH를 pH 조절제로 사용하여 수열 합성시켰을 경우의 온도 변화에 따른 반응 생성물의 전자 현미경적 사진, 그리고5 is an electron micrograph of the reaction product according to the temperature change when the molar ratio of starting materials Fe 2+ and Mg 2+ is 2: 1 and KOH is used as a pH regulator.
제6도는 출발원료인 Fe2+와 Mg2+의 몰비를 2 : 1로 하고 pH = 12, 온도 200℃로 설정한 상태에서 시간의 변화에 따른 반응 생성물의 X-선 패턴 결과를 나타낸 그래프이다.6 is a graph showing the results of X-ray pattern of the reaction product with the change of time with the molar ratio of starting material Fe 2+ and Mg 2+ as 2: 1 and pH = 12, temperature 200 ℃. .
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 압력 반응용기 12 : 압력 반응기 몸체10 pressure vessel 12 pressure reactor body
14 : 임펠러 16 : 서모커플 웰14 impeller 16: thermocouple well
18 : 샘플링 튜브 20 : 히이터18: sampling tube 20: heater
22 : 원형 커버 24 : 압력 게이지22: round cover 24: pressure gauge
26 : 냉각수 유입구 28 : 냉각구 배출구26: cooling water inlet 28: cooling port outlet
30 : 안전 밸브 32 : 가스 유입밸브30: safety valve 32: gas inlet valve
34 : 모터34: motor
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은,In order to achieve the above object, the present invention,
출발원료를 일정한 몰비로 혼합한 후 pH 조절제를 첨가하여 수산염형태로 침전시키는 단계(S1);Mixing the starting materials in a constant molar ratio and then adding a pH adjuster to precipitate in the form of oxalate (S1);
상기 단계(S1)에서 침전된 공침물을 수열 합성시키는 단계(S2);Hydrothermally synthesizing the co-precipitate precipitated in the step (S1) (S2);
수열 합성된 반응물을 세척 및 여과시키는 단계(S3); 및Washing and filtering the hydrothermally synthesized reactants (S3); And
여과된 반응물을 건조시키는 단계(S4)를 포함하는 마그네슘-페라이트 복합분말의 제조방법을 제공한다.It provides a method for producing a magnesium-ferrite composite powder comprising the step of drying the filtered reactant (S4).
이하, 첨부된 도면들을 참조로하여 본 발명에 따른 마그네슘-페라이트 복합 분말의 제조 공정을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the manufacturing process of the magnesium-ferrite composite powder according to the present invention with reference to the accompanying drawings in more detail.
본 발명에서는 SHS를 이용하여 텅스텐(W)을 제련하는 과정에서 산에 의한 침출의 결과로서 발생되는 마그네슘(Mg) 폐액으로부터 마그네슘(Mg)을 회수하기 위해서 하소공정없이 수열 합성법을 이용하여 단분산성 구형의 초미립자들을 직접 제조함으로써 순수한 마그네슘(Mg)을 회수한다.In the present invention, in order to recover magnesium (Mg) from magnesium (Mg) waste liquid generated as a result of leaching by acid in the process of smelting tungsten (W) using SHS, monodisperse spherical sphere using hydrothermal synthesis method without calcination process Pure magnesium (Mg) is recovered by directly preparing ultrafine particles of.
본 발명에서 이용하는 수열 합성법에서는 고온 고압하에서 상온 상압하와 비교하여 물질의 물에 대한 용해도가 커지는 변화가 일어나며, 이러한 변화를 이용하여 단결정의 성장이 가능하다. 따라서, 타방법으로는 제조하기 어려운 산화물들을 비교적 간단하게 합성할 수 있으며, 분산성이 우수하여 공업화가 가능한 방법이다.In the hydrothermal synthesis method used in the present invention, a change occurs in the solubility of a substance in water as compared with normal pressure under high temperature and high pressure, and the single crystal can be grown using such a change. Therefore, oxides that are difficult to prepare by other methods can be synthesized relatively simply, and are excellent in dispersibility and thus industrialized.
제2도는 본 발명을 수행하는데 사용되는 압력 반응용기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 제2도를 참조하면, 압력 반응용기(10)는 주로 원통형상의 압력 반응기 몸체(12) 및 그 주변 장치로 구성된다. 압력 반응기 몸체(12)의 내부 중앙에는 임펠러(14)가 수직하게 위치하며, 임펠러(14) 근처에는 서모커플 웰(thermocouple well)(16) 및 샘플링 튜브(18)가 배치된다.2 is a view schematically showing the configuration of the pressure reaction vessel used to carry out the present invention. Referring to FIG. 2, the pressure reaction vessel 10 mainly consists of a cylindrical pressure reactor body 12 and its peripheral device. An impeller 14 is positioned vertically in the inner center of the pressure reactor body 12, and a thermocouple well 16 and a sampling tube 18 are disposed near the impeller 14.
압력 반응기 몸체(12)의 외부 주위에는 히이터(20)가 배치된다. 압력 반응기 몸체(12)의 내부는 압력 반응기 몸체(12)의 상부에 위치하는 원형 커버(22)에 의해서 폐쇄된다. 원형 커버(22) 상에는 압력 반응기 몸체(12) 내의 압력을 가시적으로 나타내는 압력 게이지(24)가 설치되며, 냉각수 유입구(26)와 냉각구 배출구(28), 안전 밸브(30), 가스 유입밸브(32)가 각각 배치된다. 압력 반응기 몸체(12)의 상부 일측에는 모터(34)가 배치된다.A heater 20 is disposed around the outside of the pressure reactor body 12. The interior of the pressure reactor body 12 is closed by a circular cover 22 located on top of the pressure reactor body 12. On the circular cover 22, a pressure gauge 24 for visually indicating the pressure in the pressure reactor body 12 is installed, and the coolant inlet 26, the cooling outlet outlet 28, the safety valve 30, and the gas inlet valve ( 32 are respectively arranged. The motor 34 is disposed at one upper side of the pressure reactor body 12.
한편, 제1도는 본 발명에 따른 마그네슘-페라이트 복합분말의 제조 공정도이다. 제1도 및 제2도를 참조하여 전술한 바와 같은 압력 반응용기(10)를 이용하는 마그네슘-페라이트 복합분말의 제조 공정을 설명한다.On the other hand, Figure 1 is a manufacturing process of the magnesium-ferrite composite powder according to the present invention. Referring to Figures 1 and 2 will be described the manufacturing process of the magnesium-ferrite composite powder using the pressure reaction vessel 10 as described above.
먼저, 본 발명에서 사용하는 출발원료중 하나인 Mg2+용액은 SHS에 의해서 WO3/Mg계로부터 텅스텐 분말을 제조하기 위해서 중간상인 산화마그네슘(MgO)을 산침출시킬 때 발생되는 폐액을 이용한다. 상기 폐액으로부터 마그네슘을 회수하기 위해서 사용되는 원료물질(황산염, 수산염, 질산염, 질화물)로는 모두 순정화학 주식회사와 와코(Wako)사 제품의 특급시약(순도 99.0% 이상)을 이용한다. 바람직하게는, 2가 철염(FeCl2·6H2O)을 사용한다.First, the Mg 2+ solution, which is one of the starting materials used in the present invention, uses waste liquid generated when acid leaching magnesium oxide (MgO), which is an intermediate phase, to prepare tungsten powder from WO 3 / Mg system by SHS. As a raw material (sulphate, oxalate, nitrate, nitride) used to recover magnesium from the waste liquid, all of the special reagents (purity of 99.0% or more) from Pure Chemical Co., Ltd. and Wako Co., Ltd. are used. Preferably, divalent iron salt (FeCl 2 · 6H 2 O) is used.
제1도에 나타낸 바와 같이 적절한 출발원료, 즉 Fe2+, H2O 및 폐산중의 Mg 이온을 일정한 몰비로 혼합하면서 pH 조절기를 이용하여 혼합용액의 pH를 적절하게 조절한다. 이때, NaOH, KOH, NH4OH와 같은 pH 조절제, 바람직하게는 KOH를 첨가하여 수산염의 형태로 침전을 시킨다. 이에 의해 얻어진 공침물을 제2도에 도시한 바와 같은 압력 반응용기(10)의 압력 반응기 몸체(12) 내에 장입하여 130∼240℃의 온도에서 수열(水熱)반응 시킨다.As shown in FIG. 1, the pH of the mixed solution is appropriately adjusted using a pH controller while mixing appropriate starting materials, that is, Fe 2+ , H 2 O and Mg ions in waste acid in a constant molar ratio. At this time, a pH adjusting agent such as NaOH, KOH, NH 4 OH, preferably KOH is added to precipitate in the form of a oxalate. The co-precipitate thus obtained is charged into the pressure reactor body 12 of the pressure reaction vessel 10 as shown in FIG. 2 and subjected to hydrothermal reaction at a temperature of 130 to 240 ° C.
다음에는, 반응 종료후에 잔류 Fe2+, Fe3+, Mg2+등을 제거하기 위해서 열수(熱水)로 충분히 수세하고, 분말의 응집을 막기 위해서 메틸 알코올을 첨가하여 초음파 세척기로 분산시킨다. 그리고, 생성물을 여과한후 진공 건조기 내에서 24∼48시간 건조시켜서 원하는 생성물을 얻는다.Next, after completion of the reaction, water is sufficiently washed with hot water to remove residual Fe 2+ , Fe 3+ , Mg 2+ , and the like, and methyl alcohol is added to disperse the powder and dispersed in an ultrasonic cleaner. The product is filtered and then dried in a vacuum dryer for 24 to 48 hours to obtain the desired product.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 간략하게 설명한다.Hereinafter, the preferred embodiment of the present invention will be briefly described.
[실시예]EXAMPLE
원료 물질로서 특급시약을 사용하였고, Mg2+용액은 SHS에 의해서 WO3/Mg계로 부터 텅스텐 분말을 제조하기 위해서 중간상인 산화마그네슘(MgO)을 산 침출시킬때 발생되는 폐액을 사용하였다. 그리고, 출발원료(Fe2+, H2O, 폐산중의 Mg 이온)를 일정한 몰비로 혼합한 후 pH 조절제로서 KOH를 첨가하여 수산염 형태로 침전을 시켰으며, pH 미터(meter)로 최종 pH를 측정하였다. 이때 생성된 공침물을 압력 반응용기(10)의 압력 반응기 몸체(12) 내에 장입한 후 130∼240℃의 온도에서 수열반응시켰다.Was used as the reagent as raw materials, Mg 2+ solution was used as a waste liquid generated when the intermediate image acid leaching of magnesium oxide (MgO) in order to prepare a tungsten powder to step from WO 3 / Mg by SHS. Then, starting materials (Fe 2+ , H 2 O, Mg ions in waste acid) were mixed in a constant molar ratio, and KOH was added as a pH adjuster to precipitate in the form of oxalate, and the final pH was measured with a pH meter. Measured. At this time, the produced co-precipitate was charged into the pressure reactor body 12 of the pressure reaction vessel 10 and hydrothermally reacted at a temperature of 130 to 240 ° C.
반응시간에 따른 생성물의 특성을 관찰하기 위하여 일정시간마다 샘플링 튜브(18)를 통해서 시료를 채취하여 반응 종료후 잔류 Fe2+, Fe3+, Mg2+등을 제거하기 위해 열수로 충분히 수세하였고, 분말의 응집을 막기 위해 최종단계에서 메틸 알코올을 첨가하여 초음파 세척기로 분산시켰다. 그리고, 생성물을 여과하여 산화 방지를 위해 90℃의 진공 건조로에서 24시간 건조시켰다. 그런 후에, 합성된 분말을 엑스선 회절법(X-Ray Diffraction, XRB)과 주사 전자 현미경(Scanning Electron Microscope; SEM)을 이용하여 각각의 분말의 결정상과 미세조직을 관찰하였으며, A.A 분석을 이용한 합성 분말의 화학분석을 통해서 스피넬(spinel) 구조의 마그네슘-페라이트 복합분말이 얻어짐을 알 수 있었다.In order to observe the characteristics of the product according to the reaction time, a sample was taken through the sampling tube 18 at regular intervals and washed sufficiently with hot water to remove residual Fe 2+ , Fe 3+ , Mg 2+, etc. after the reaction was completed. In order to prevent agglomeration of the powder, methyl alcohol was added in the final step and dispersed in an ultrasonic cleaner. The product was filtered and dried for 24 hours in a vacuum drying furnace at 90 ° C. to prevent oxidation. Thereafter, the synthesized powders were observed by X-ray diffraction (XRB) and scanning electron microscopy (SEM) to observe the crystal phase and microstructure of each powder. Through chemical analysis of, it was found that a magnesium-ferrite composite powder with spinel structure was obtained.
[결과 및 고찰][Results and Discussion]
제3도는 원료물질들의 몰 조성을 2 : 1로 하고 pH = 12로 설정한 상태에서 반응 생성물의 X-선 패턴 결과를 나타낸 그래프이다. 제3도를 참조하면, 2가 철염(FeC12·6H2O(d))를 사용할 경우에 안정한 MgFe2O4의 결정구조인 스피넬 구조의 마그네슘-페라이트 복합분말을 얻을 수 있음을 알 수 있었다.3 is a graph showing the results of the X-ray pattern of the reaction product with the molar composition of the raw materials set to 2: 1 and pH = 12. Referring to FIG. 3, it can be seen that when a bivalent iron salt (FeC1 2 · 6H 2 O (d)) is used, a magnesium-ferrite composite powder having a spinel structure, which is a stable crystal structure of MgFe 2 O 4 , can be obtained. .
제4도는 출발원료인 Fe2+와 Mg2+의 몰비를 2 : 1로 하고 pH = 12로 설정한 상태에서 pH 조절제를 각기 다르게 첨가한후 반응 생성물의 X-선 패턴 결과를 나타낸 그래프이다. 제4도를 참조하면, pH 조절제로서 NaOH를 사용한 경우(a), γ -Fe2O3의 생성으로 순수한 단일상을 얻을 수 없었으나, pH 조절제로서 KOH와 NH4OH를 사용한 경우(b, c), 스피넬 구조의 단일상을 얻을 수 있었다.4 is a graph showing the X-ray pattern of the reaction product after adding different pH regulators in a state in which the molar ratio of starting materials Fe 2+ and Mg 2+ is 2: 1 and pH = 12. Referring to FIG. 4, when NaOH was used as a pH regulator (a), a pure single phase could not be obtained by the production of γ-Fe 2 O 3 , but KOH and NH 4 OH were used as pH regulators (b, c) A single phase of spinel structure was obtained.
제5도는 출발원료인 Fe2+와 Mg2+의 몰비를 2 : 1로 하고 KOH를 pH 조절제로 사용하여 수열 합성시켰을 경우의 온도 변화에 따른 반응 생성물의 전자 현미경적 사진이다. 제5도를 참조하면, 200℃의 온도에서 1시간 수열 합성시켰을 경우에 약 0.5μm 내외인 구형의 균일한 분말을 얻을 수 있음을 알게 되었다.5 is an electron micrograph of the reaction product according to the temperature change when the molar ratio of starting materials Fe 2+ and Mg 2+ is 2: 1 and KOH is used as a pH regulator. Referring to FIG. 5, it was found that a spherical uniform powder having a diameter of about 0.5 μm can be obtained when hydrothermal synthesis is carried out at a temperature of 200 ° C. for 1 hour.
제6도는 출발원료인 Fe2+와 Mg2+의 몰비를 2 : 1로 하고 pH = 12, 온도 200℃로 설정한 상태에서 시간의 변화에 따른 반응 생성물의 X-선 패턴 결과를 나타낸 그래프이다. 제6도를 참조하면, 반응시간이 경과함에 따라서 안정한 마그네슘-페라이트 단일상을 얻을 수 있었으며, 약 1시간 이후에는 거의 같은 상을 나타냄을 알 수 있었다. 따라서, 1시간 이상 반응시켰을 경우, 반응물의 결정성에는 더 이상 영향을 미치지 않고 완전한 스피넬 구조의 마그네슘-페라이트 입자 성장에만 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.6 is a graph showing the results of X-ray pattern of the reaction product with the change of time with the molar ratio of starting material Fe 2+ and Mg 2+ as 2: 1 and pH = 12, temperature 200 ℃. . Referring to FIG. 6, as the reaction time elapsed, a stable magnesium-ferrite single phase was obtained, and after about 1 hour, almost the same phase was observed. Therefore, it was found that when reacted for 1 hour or more, the crystallinity of the reactants was no longer affected, but only the growth of magnesium-ferrite particles having a complete spinel structure.
이상에서 언급한 바와 같이, 본 발명에 따른 마그네슘-페라이트 복합분말의 제조방법에서는, SHS를 이용하여 텅스텐(W)을 제련하는 과정에서 산에 의한 침출의 결과로서 발생되는 마그네슘(Mg) 폐액으로부터 마그네슘(Mg)을 회수하기 위해서 하소공정없이 수열 합성법을 이용하여 단분산성 구형의 초미립자들을 직접 제조한다. 따라서, 타방법으로는 제조하기 어려운 산화물들을 비교적 간단하게 합성할 수 있어서 경제적이며, 분산성이 우수하여 공업화가 가능하다.As mentioned above, in the manufacturing method of the magnesium-ferrite composite powder according to the present invention, magnesium from the magnesium (Mg) waste liquid generated as a result of leaching by acid in the process of smelting tungsten (W) using SHS. To recover (Mg), monodisperse spherical ultrafine particles are directly prepared by hydrothermal synthesis without calcination. Therefore, oxides that are difficult to prepare by other methods can be synthesized relatively simply, which is economical, and excellent in dispersibility.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. I can understand that you can.
Claims (3)
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