RU2061658C1 - Method of producing cobalt-containing magnetic iron oxide - Google Patents

Abstract

FIELD: chemical technology, magnetic carriers. SUBSTANCE: cobalt-containing magnetic oxide is produced from gamma-iron oxide disintegrated at rotor rate 50-150 s^-1. Obtained powder after washing with water at 85-95 C for 2-4 hr is filtered, pressed out, dried, water is added and suspension is obtained. To prepared suspension water is added in inert gas flow and suspension is obtained. To prepared suspension alkali is added at inert gas flow and iron and cobalt compounds were applied at constant stirring at alkali excess by three portions: firstly, suspension with added cobalt and iron (II) salts solution and alkali excess in inert gaseous medium is kept for 1.5-2.5 hr at 90-100 C and cooled to the room temperature; then iron (II) salt solution is added again together with cobalt and alkali excess being also in inert medium at the room temperature and kept for 100-140 min; then iron (II) salt, cobalt salt solutions and alkali excess were added again and kept in inert medium for 100-140 min at the room temperature. Air is passed through the suspension for 50-70 min, suspension is heated with air feeding to 50-60 C and cooled by inert gas feeding to the room temperature. Suspension id filtered, washed, granulated and dried in air followed by additional drying in inert gas flow at 155-170 C for 2-3 hr. EFFECT: enhanced coercive force and residual magnetization at retained properties of magnetic hysteresis loop. 2 ex

Description

Изобретение относится к получению магнитного порошка кобальтсодержащего магнитного оксида железа, а именно к технологии обработки магнитного оксида железа соединениями кобальта, и может найти применение в технологии изготовления носителей магнитной записи. The invention relates to the production of magnetic powder of cobalt-containing magnetic iron oxide, and in particular to a technology for processing magnetic iron oxide with cobalt compounds, and may find application in the technology for manufacturing magnetic recording media.

Магнитный порошок гамма-оксида железа является наиболее распространенным магнитным материалом для изготовления носителей магнитной записи, однако такой порошок имеет величину коэрцитивной силы 300 380 Э (23,8 30,2 кА/м), что недостаточно для применения в высокоплотной и высокочастотной записи. Magnetic powder of gamma-iron oxide is the most common magnetic material for the manufacture of magnetic recording media, however, such a powder has a coercive force of 300 380 Oe (23.8 30.2 kA / m), which is insufficient for use in high-density and high-frequency recordings.

Для повышения коэрцитивной силы порошка оксида железа до уровня, удовлетворяющего требованиям высокоплотной и высокочастотной записи, осуществляют кобальтирование порошка, т. е. вводят соединения кобальта при синтезе порошка гамма-оксида железа или обрабатывают кобальтом готовый порошок гамма-оксида железа. To increase the coercive force of the iron oxide powder to a level that meets the requirements of high-density and high-frequency recording, the powder is cobalted, i.e., cobalt compounds are introduced in the synthesis of gamma-iron oxide powder or cobalt is treated with finished gamma-iron oxide powder.

При кобальтировании, независимо от способа его проведения, повышается также удельная намагниченность порошка, причем остаточная намагниченность повышается в большей степени, чем намагниченность насыщения [1] Таким образом повышается коэффициент прямоугольности петли магнитного гистерезиса. When cobalting, irrespective of its method, the specific magnetization of the powder also increases, and the residual magnetization increases to a greater extent than the saturation magnetization [1] Thus, the rectangularity coefficient of the magnetic hysteresis loop increases.

В случае одноосной магнитной анизотропии для однодоменных частиц, например для порошка из частиц гамма-оксида железа, для магнитной записи, коэффициент прямоугольности петли гистерезиса близок к 0,5 [2] Конкретная величины при измерении может незначительно изменяться от взаимодействия частиц, от формы образца (его коэффициента размагничивания), а также от текстурирования частиц порошка при изготовлении пробы для измерения магнитных свойств, т. е. зависит от метода приготовления пробы. Для одноименных частиц в полях, недостаточных для магнитного насыщения, т. е. обычно ниже 10 кЭ (800 кА/м), когда максимальная намагниченность порошка еще не достигает насыщения, коэффициент прямоугольности петли гистерезиса будет, как правило, превышать величину 0,50. In the case of uniaxial magnetic anisotropy for single-domain particles, for example, for powder from gamma-iron oxide particles, for magnetic recording, the squareness coefficient of the hysteresis loop is close to 0.5 [2] The specific value during measurement may vary slightly from the interaction of particles, from the shape of the sample ( its demagnetization coefficient), as well as on the texturing of powder particles in the manufacture of a sample for measuring magnetic properties, i.e., depends on the method of sample preparation. For particles of the same name in fields insufficient for magnetic saturation, i.e., usually below 10 kOe (800 kA / m), when the maximum magnetization of the powder does not reach saturation, the rectangularity coefficient of the hysteresis loop will usually exceed 0.50.

Как известно, проникновение кобальта внутрь магнитных частиц гамма-оксида железа приводит к образованию нестехиометрического феррита кобальта [3] что приводит к ряду недостатков носителей записи, в частности к температурной зависимости магнитных характеристик носителей записи, ухудшению копирэффекта и нестабильности записи во времени. As is known, the penetration of cobalt inside the magnetic particles of gamma-iron oxide leads to the formation of non-stoichiometric cobalt ferrite [3], which leads to a number of shortcomings of the recording media, in particular, to the temperature dependence of the magnetic characteristics of the recording media, deterioration of the copy effect, and recording instability over time.

Кроме того, внедрение ионов кобальта приводит к появлению у частицы оксида железа дополнительных осей легкого намагничивания, причем именно появление многоосной кристаллографической аудиотропии регистрируется как преимущественное увеличение остаточной намагниченности порошка по сравнению с максимальной намагниченностью, т. е. как рост коэффициента прямоугольности по сравнению с исходным порошком. In addition, the incorporation of cobalt ions leads to the appearance of additional axes of easy magnetization in the iron oxide particle, and it is precisely the appearance of multiaxial crystallographic audiotropy that is recorded as a predominant increase in the remanent magnetization of the powder as compared to the maximum magnetization, i.e., as an increase in the squareness coefficient compared to the initial powder .

Повышение намагниченности насыщения порошка гамма-оксида железа при кобальтировании происходит за счет более высокой намагниченности образующихся поверхностных соединений, совершенствования формы частиц и за счет диффузии ионов кобальта и железа (II) внутрь частиц. Следовательно, если процесс кобальтирования ограничивается изменением поверхности (без диффузных процессов), то рост намагниченности порошка в результате кобальтирования происходит минимальный -- меньший, чем при диффузии кобальта внутрь частиц. An increase in the saturation magnetization of gamma-iron oxide powder during cobalting occurs due to a higher magnetization of the surface compounds formed, improvement of the particle shape and due to diffusion of cobalt and iron (II) ions into the particles. Consequently, if the cobaltization process is limited by a change in the surface (without diffuse processes), then the growth of the magnetization of the powder as a result of cobaltation is minimal - less than with the diffusion of cobalt into particles.

Проникновение кобальта внутрь частицы типа "ядро-оболочка" и появление при этом дополнительных осей легкого намагничивания приводят, кроме указанных выше недостатков носителей записи, к ухудшению ориентации частиц при изготовлении рабочего слоя носителя магнитной записи, следовательно к ухудшению комплекса электроакустических показателей и увеличению шумов. The penetration of cobalt into a core-shell particle and the appearance of additional axes of easy magnetization, in addition to the aforementioned drawbacks of the recording media, lead to a deterioration of the orientation of the particles in the manufacture of the working layer of the magnetic recording medium, and therefore to a deterioration in the set of electroacoustic parameters and an increase in noise.

Известен способ получения гамма-оксида железа (III), допированного кобальтом, по которому соединения кобальта наносят на альфа-оксигидроксид железа, суспензированный в воде, причем рН суспензии предварительно доводят до 3 7 с помощью серной кислоты, далее к суспензии приливают раствор хлорида кобальта и аммиака, фильтруют, сушат при 200^oС, проводят восстановление при 290 320^oС, окислению при 200^oС [4]
Недостатком известного способа является малый рост коэрцитивной силы порошка в результате кобальтирования (конечная величина не более 550 Э или 43,8 кА/м).A known method of producing gamma-oxide of iron (III) doped with cobalt, in which cobalt compounds are applied to alpha-oxyhydroxide of suspension suspended in water, the pH of the suspension being previously adjusted to 3 7 with sulfuric acid, then a solution of cobalt chloride is added to the suspension and ammonia, filtered, dried at 200 ^o C, carry out recovery at 290 320 ^o C, oxidation at 200 ^o C [4]
The disadvantage of this method is the small increase in the coercive force of the powder as a result of cobalting (the final value is not more than 550 Oe or 43.8 kA / m).

Наиболее близким по технической сущности прототипом к предполагаемому техническому решению является способ получения игольчатого магнитного оксида железа, состоящего из "ядра" гамма-оксида железа (III) и ферритовой оболочки, содержащей Со (II) и Fe (II), по которому покрытие проводится в две стадии: на первой стадии к суспензии гамма-оксида железа в воде сначала добавляют соль железа (II) и далее доводят рН до 12 14 и нагревают суспензию до 50^oС и охлаждают до 20^oС. На второй стадии, также в инертной среде, добавляют соли железа (II) и кобальта (II), доводят рН до 14 и окисляют воздухом при 25^oС. Окисленный осадок подвергают ферритизации (в инертной газовой среде), нагревая суспензию 1 5 час при 35 95^oС и после фильтрации и сушки нагревают полученный порошок при 100 150^oС 5 часов в инертной среде [5]
Недостатком прототипа является проникновения атомов кобальта внутрь частиц гамма-оксида железа, что приводит к большому увеличению остаточной намагниченности порошка в ходе кобальтирования (7,6 по сравнению с исходным и более).The prototype closest in technical essence to the proposed technical solution is a method for producing needle magnetic iron oxide, consisting of a “core” of gamma-iron oxide (III) and a ferrite shell containing Co (II) and Fe (II), by which the coating is carried out in two stages: in the first stage, an iron (II) salt is first added to a suspension of gamma-iron oxide in water, and then the pH is adjusted to 12–14 and the suspension is heated to 50 ^{° C.} and cooled to 20 ^° C. In the second stage, also in an inert medium , add salts of iron (II) and cobalt (II), bring pH to 14 and oxidized with air at 25 ^o C. The oxidized precipitate is ferritized (in an inert gas atmosphere) by heating the suspension for 1 5 hours at 35 95 ^o C and after filtration and drying, the resulting powder is heated at 100 150 ^o C for 5 hours in an inert medium [5]
The disadvantage of the prototype is the penetration of cobalt atoms into the particles of gamma-iron oxide, which leads to a large increase in the residual magnetization of the powder during cobalting (7.6 compared to the original and more).

Диффузия кобальта внутрь частиц также подтверждается данными, приведенными в прототипе. Так, на рисунке, приведенном в прототипе, показано распределение кобальта в продукте синтеза по примеру 2. Кобальт содержится по крайней мере в 47 объема частицы. Таким образом, увеличение коэрцитивной силы до величины более 47,5 кА/м достигается при увеличении остаточной намагниченности порошка на 7,6 в ходе кобальтирования, что свидетельствует о проникновении кобальта внутрь частицы. The diffusion of cobalt into the particles is also confirmed by the data given in the prototype. So, the figure shown in the prototype shows the distribution of cobalt in the synthesis product of example 2. Cobalt is contained in at least 47 volumes of the particle. Thus, an increase in the coercive force to a value of more than 47.5 kA / m is achieved with an increase in the residual magnetization of the powder by 7.6 during cobaltation, which indicates the penetration of cobalt into the particles.

С целью уменьшения проникновения кобальта внутрь частиц в ходе кобальтирования, что регистрируется как сохранение коэффициента прямоугольности петли магнитного гистерезиса такого же, что и в исходном порошке и как ограничение прироста остаточной намагниченности порошка в пределах 4,5 7,5 по сравнению с исходным порошком, что приводит к повышению комплекса характеристик носителей магнитной записи, предложено проводить получение кобальтсодержащего магнитного оксида железа следующим образом. Исходный порошок магнитного оксида железа, полученный известным способом, подвергают дезинтеграции при чистоте вращения ротора 50 150 с^-1, полученный дезинтегрированный порошок при перемешивании промывают водой 2 4 часа при температуре 85 95^oС, фильтруют, отжимают, после подсушивания добавляют воду для получения суспензии. К полученной суспензии добавляют щелочь и создают ток инертного газа. Нанесение соединений железа и кобальта на суспензированный гамма-оксид железа осуществляют в избытке щелочи при постоянном перемешивании в три приема. Вначале суспензии с добавленными в нее растворами солей кобальта, железа (II) и избытком щелочи в инертной газовой среде выдерживают 1,5 2,5 час при температуре 90 100^oС и охлаждают до комнатной температуры. Далее снова добавляют раствором солей железа (II), кобальта и избыток щелочи также в инертной среде и выдерживают 100 140 мин. После этого снова добавляют растворы солей железа (II), кобальта и избыток щелочи и выдерживают в инертной среде 110 140 мин при комнатной температуре. Далее пропускают воздух через суспензию 50 70 мин, после чего нагревают с подачей воздуха до 50 60^oС и с подачей инертного газа охлаждают до комнатной температуры. Суспензию фильтруют, промывают, гранулируют и сушат на воздухе, после чего продукт дополнительно сушат при 155 170^oС в течении 2 3 часов.In order to reduce the penetration of cobalt inside the particles during cobaltation, which is recorded as maintaining the squareness coefficient of the magnetic hysteresis loop as the same as in the initial powder and as limiting the increase in the residual magnetization of the powder within 4.5 to 7.5 compared to the initial powder, which leads to an increase in the set of characteristics of magnetic recording media, it is proposed to obtain cobalt-containing magnetic iron oxide as follows. The initial powder of magnetic iron oxide obtained in a known manner is subjected to disintegration with a rotor cleanliness of 50-150 s ^-1 , the obtained disintegrated powder is washed with stirring with water for 2-4 hours at a temperature of 85 95 ^o C, filtered, squeezed out, after drying, water is added to obtain a suspension . Alkali is added to the resulting suspension and an inert gas current is generated. The application of iron and cobalt compounds to suspended gamma-iron oxide is carried out in an excess of alkali with constant stirring in three doses. Initially, suspensions with added solutions of salts of cobalt, iron (II) and an excess of alkali in an inert gas medium can withstand 1.5 to 2.5 hours at a temperature of 90 to 100 ^o C and cooled to room temperature. Then again added with a solution of salts of iron (II), cobalt and an excess of alkali also in an inert medium and incubated for 100 140 minutes After this, solutions of salts of iron (II), cobalt and an excess of alkali are added again and incubated for 110 140 minutes at room temperature. Next, air is passed through the suspension for 50 70 minutes, after which it is heated with an air supply of up to 50 60 ^° C and cooled to room temperature with an inert gas supply. The suspension is filtered, washed, granulated and dried in air, after which the product is additionally dried at 155 170 ^o C for 2 3 hours.

Существенными отличительными признаками являются дезинтеграция порошка перед приготовлением суспензии при частоте вращения ротора 5 150 с^-1, промывка дезинтегрированного порошка 2 4 часа при температуре 85 - 95^oС с последующей фильтрацией, отжимом и подсушиванием, добавление воды для получения суспензии и добавление щелочи в токе инертного газа, последующее нанесение соединений железа и кобальта на суспензированный гамма-оксид железа в избытке щелочи и при постоянном перемешивании в три приема, а также режимы: выдерживание суспензии с добавленными в нее растворами солей кобальта, железа (II) и избытком щелочи 1,5 2,5 час при температуре 90 100^oС с последующим охлаждением до комнатной температуры, повторное добавление растворов солей железа (II), кобальта и избытка щелочи также в инертной среде при комнатной температуре и выдерживание 100 140 мин, последующее добавление растворов солей железа (II), кобальта и избытка щелочи и выдерживание в инертной среде 100 400 мин при комнатной температуре, пропускание воздуха через суспензию 50 70 мин, нагрев суспензии с подачей воздуха до 50 - 60^oС и охлаждение с подачей инертного газа до комнатной температуры, последующая фильтрация, промывка, грануляция и сушка на воздухе и последующая дополнительная сушка в тока инертного газа при 155 170^oС в течение 2 - 3 часов.Significant distinguishing features are the disintegration of the powder before preparing the suspension at a rotor speed of 5 150 s ^-1 , washing the disintegrated powder for 2 4 hours at a temperature of 85 - 95 ^o C, followed by filtration, pressing and drying, adding water to obtain a suspension and adding alkali in a stream inert gas, subsequent deposition of iron and cobalt compounds on suspended gamma-iron oxide in excess of alkali and with constant stirring in three steps, as well as modes: maintaining the suspension with ext with added solutions of salts of cobalt, iron (II) and an excess of alkali for 1.5 2.5 hours at a temperature of 90 to 100 ^o With subsequent cooling to room temperature, re-adding solutions of salts of iron (II), cobalt and excess alkali also in an inert medium at room temperature and keeping 100 140 min, then adding solutions of iron (II) salts, cobalt and excess alkali and keeping in an inert medium 100 400 min at room temperature, passing air through a suspension of 50 70 min, heating the suspension with an air supply of up to 50 - 60 ^o C and COOLING ix feed inert gas to room temperature, subsequent filtration, washing, drying and granulation in the air and subsequent additional drying in a current of an inert gas at 155 170 ^o C for 2 - 3 hours.

Указанные отличительные признаки позволяют: предотвратить диффузию кобальта внутрь частиц и, тем самым, сохранить коэффициент прямоугольности петли магнитного гистерезиса порошка, равный величине, определенной для исходного порошка, а также обеспечить повышение остаточной намагниченности в ходе кобальтирования не более, чем на 4,5 7,5 благодаря чему улучшается комплекс характеристик носителя записи, включая температурную и временную стабильность, снижение коэффициента, улучшение ориентации и снижение шумов магнитного носителя, а также повысить диспергируемость магнитного порошка. These distinctive features allow you to: prevent the diffusion of cobalt inside the particles and, thus, to preserve the coefficient of rectangularity of the magnetic hysteresis loop of the powder, equal to the value determined for the original powder, as well as to increase the residual magnetization during cobaltting by no more than 4.5 7, 5, thereby improving the set of characteristics of the recording medium, including temperature and time stability, reducing the coefficient, improving orientation and reducing the noise of the magnetic medium, as well as improve the dispersibility of the magnetic powder.

В качестве исходного магнитного оксида железа используют порошки, полученные как кислым, так и щелочным путем, с промежуточным оксигидроксидом или оксидом железа любой кристаллографической модификации. As the starting magnetic iron oxide, powders obtained both in acidic and alkaline ways with an intermediate oxyhydroxide or iron oxide of any crystallographic modification are used.

В качестве соединения кобальта используют любую его растворимую соль, например сульфат или хлорид кобальта (II). As the cobalt compound, any soluble salt thereof is used, for example, cobalt (II) sulfate or chloride.

В качестве соединения железа (II) используют любую его растворимую соль, например сульфат или хлорид. As the iron (II) compound, any soluble salt thereof, for example, sulfate or chloride, is used.

В качестве инертной газовой среды используют азот или аргон, которые могут содержать примесь кислорода. As an inert gas medium, nitrogen or argon, which may contain an admixture of oxygen, is used.

Промышленная применимость предлагаемого технического решения иллюстрируется примерами. Измерение магнитных характеристик проведено по СТ СЭВ 3383-81 в поле напряженностью 5 кЭ (398 кА/м). Industrial applicability of the proposed technical solution is illustrated by examples. The magnetic characteristics were measured according to ST SEV 3383-81 in a field with a strength of 5 kOe (398 kA / m).

Пример 1. Example 1

Исходный гамма-оксид железа с коэрцитивной силой 27,1 кА/м, удельной остаточной намагниченностью 501•10^-7Тл•м³•кг^-1, удельной намагниченностью насыщения 916•10^-7Тл•м³•кг^-1, коэффициентом прямоугольности петли гистерезиса 0,547, обрабатывают в дезинтеграторе ДУ-104 21 мин при частоте вращения роторов 50 с^-1. После дезинтеграции содержание фракции до 35 мин составляет 50 30 кг порошка смешивают с 430 л воды и выдерживают при перемешивании 4 часа при температуре 95^oС, фильтруют, промывают, отжимают и подсушивают, после чего к порошку добавляют воду для получения суспензии путем перемешивания мешалкой, которое продолжают на всех исследуемых операциях, приливают в суспензию щелочь до создания рН 12 и далее перемешивают 1 час при подаче аргона. Далее в суспензию вливают при перемешивании в атмосфере аргона водный раствор 1352 г сульфата кобальта CoSO₄ • 7H₂O, водный раствор 3864 г хлорида железа (II) FeCl₂ • 4H₂O и избыток щелочи и, после перемешивания в течение 20 мин нагревают суспензию до 85^oС и выдерживают при этой температуре 2,5 час. После охлаждения суспензии до комнатной температуры повторно вливают растворы 1352 г сульфата кобальта, 3864 г хлорида железа (II) и избыток NaOH и выдерживают в атмосфере аргона 100 мин при комнатной температуре, добавляют водный раствор 1602 г сульфата кобальта, водный раствор 4153 г хлорида и избыток щелочи и выдерживают в атмосфере аргона 140 мин при комнатной температуре, пропускают через суспензию воздух без нагрева суспензии 50 мин, далее при подаче воздуха за 55 мин нагревают суспензию до 50^oС и охлаждают с подачей аргона до комнатной температуры. Суспензию выгружают на фильтр-пресс, фильтруют, осадок промывают от щелочи, просушивают воздухом при комнатной температуре, гранулируют, сушат на воздухе при температуре ниже 100^oС и дополнительно сушат в токе аргона при температуре 155^oС в течение 3 часов. Полученный порошок имеет коэрцитивную силу 53,9 кА/м, удельную остаточную намагниченность 523,5•10^-7Тл•м³•кг^-1 удельную намагниченность насыщения 957•10^-7Тл•м³•кг^-1, коэффициент прямоугольности петли гистерезиса 0,547. Удельная остаточная намагниченность полученного кобальтированного порошка превышает величину удельной остаточной намагниченности исходного порошка на 4,5 а коэффициент прямоугольности петли магнитного гистерезиса полученного и исходного порошков совпадают.The initial gamma-iron oxide with a coercive force of 27.1 kA / m, specific residual magnetization of 501 • 10 ^-7 T • m ³ • kg ^-1 , specific saturation magnetization of 916 • 10 ^-7 T • m ³ • kg ^-1 , coefficient the squareness of the hysteresis loop 0.547, is processed in the DU-104 disintegrator for 21 minutes at a rotor speed of 50 s ^-1 . After disintegration, the content of the fraction up to 35 min is 50-30 kg of powder is mixed with 430 L of water and kept under stirring for 4 hours at a temperature of 95 ^o C, filtered, washed, squeezed and dried, after which water is added to the powder to obtain a suspension by stirring with a mixer, which is continued in all the studied operations, the alkali is poured into the suspension until a pH of 12 is created and then stirred for 1 hour with argon supply. Then, an aqueous solution of 1352 g of cobalt sulfate CoSO ₄ • 7H ₂ O, an aqueous solution of 3864 g of iron (II) chloride FeCl ₂ • 4H ₂ O and an excess of alkali are poured into the suspension with stirring under argon atmosphere and, after stirring for 20 minutes, the suspension is heated up to 85 ^o C and maintained at this temperature for 2.5 hours. After cooling the suspension to room temperature, solutions of 1352 g of cobalt sulfate, 3864 g of iron (II) chloride and excess NaOH are re-poured and kept in an argon atmosphere for 100 min at room temperature, an aqueous solution of 1602 g of cobalt sulfate, an aqueous solution of 4153 g of chloride and excess are added. alkali and kept in an argon atmosphere for 140 minutes at room temperature, air is passed through the suspension without heating the suspension for 50 minutes, then, when air is supplied for 55 minutes, the suspension is heated to 50 ^{° C.} and cooled with argon supply to room temperature. The suspension is discharged onto a filter press, filtered, the precipitate is washed from alkali, dried with air at room temperature, granulated, dried in air at a temperature below 100 ^o C and additionally dried in a stream of argon at a temperature of 155 ^o C for 3 hours. The resulting powder has a coercive force of 53.9 kA / m, specific residual magnetization of 523.5 • 10 ^-7 T • m ³ • kg ^-1 specific saturation magnetization of 957 • 10 ^-7 T • m ³ • kg ^-1 , the squareness of the loop hysteresis 0.547. The specific residual magnetization of the obtained cobalted powder exceeds the value of the specific residual magnetization of the initial powder by 4.5, and the squareness coefficient of the magnetic hysteresis loop of the obtained and initial powder coincides.

ПРИМЕР 2. EXAMPLE 2

Берут тот же исходный гамма-оксид железа, что и в примере 1. Порошок обрабатывают в том же дезинтеграторе, но 13 мин при частоте вращения роторов 150 с^-1. После дезинтеграции содержание фракции до 35 мкм составляет 93 30 кг полученного порошка смешивают с 450 л воды и выдерживают при перемешивании 2 часа при 85^oС, фильтруют, промывают, отжимают и подсушивают, после чего к порошку добавляют воду для получения суспензии, которую поддерживают путем перемешивания мешалкой, которое продолжают на всех последующих операциях. Далее в суспензию приливают щелочь до создания рН 14 и далее перемешивают при подаче азота. После этого в суспензию при перемешивании в атмосфере азота вливают водный раствор 8662 г сульфата железа (II) FeSO₄ • 7H₂O, водный раствор 1908 г хлорида кобальта CoCl₂ • 6H₂O и избыток щелочи и после перемешивания в течение 40 мин, нагревают суспензию до 95^oС и выдерживают при этой температуре 1,5 час. После охлаждения до комнатной температуры повторно вливают водные растворы 8662 г сульфата железа (II), 1908 г хлорида кобальта и избыток NaOH и выдерживают в атмосфере азота 140 мин при комнатной температуре, добавляют водный раствор 9310 г сульфата железа (II), водный раствор 2259 г хлорида кобальта и избыток щелочи и выдерживают в атмосфере азота 100 мин при комнатной температуре, пропускают через суспензию воздух без нагрева в течение 70 мин, далее при подаче воздуха за 65 мин нагревают суспензию до 60^oС и охлаждают с подачей азота до комнатной температуры, суспензию выгружают на фильтр-пресс, фильтруют, осадок промывают от щелочи, подсушивают воздухом при комнатной температуре, гранулируют, сушат на воздухе при температуре ниже 100^oС и дополнительно сушат в токе азота при температуре 170^oС в течение 2 часов. Полученный порошок имеет коэрцитивную силу 57,8 кА/м, удельную остаточную намагниченность 538,6•10^-7Тл•м³•кг^-1, удельную намагниченность насыщения 984,7•10^-7Тл•м³•кг^-1, коэффициент прямоугольности петли гистерезиса 0,547. Удельная остаточная намагниченность полученного кобальтированного порошка превышает удельную остаточную намагниченность исходного порошка на 7,5 а коэффициенты прямоугольности петли магнитного гистерезиса полученного и исходного порошка совпадают.Take the same source of gamma-iron oxide as in example 1. The powder is treated in the same disintegrator, but 13 minutes at a rotor speed of 150 s ^-1 . After disintegration, the content of the fraction up to 35 μm is 93 30 kg of the obtained powder is mixed with 450 l of water and kept under stirring for 2 hours at 85 ^° C, filtered, washed, squeezed and dried, after which water is added to the powder to obtain a suspension, which is maintained by stirring with a stirrer, which is continued in all subsequent operations. Next, alkali is poured into the suspension until a pH of 14 is created and then mixed with nitrogen. After that, an aqueous solution of 8662 g of iron (II) sulfate FeSO ₄ • 7H ₂ O, an aqueous solution of 1908 g of cobalt chloride CoCl ₂ • 6H ₂ O and an excess of alkali are poured into the suspension under stirring in a nitrogen atmosphere, and after stirring for 40 minutes, they are heated suspension to 95 ^o C and maintained at this temperature for 1.5 hours. After cooling to room temperature, aqueous solutions of 8662 g of iron (II) sulfate, 1908 g of cobalt chloride and excess NaOH are re-poured and kept in a nitrogen atmosphere for 140 minutes at room temperature, an aqueous solution of 9310 g of iron (II) sulfate and an aqueous solution of 2259 g are added. cobalt chloride and excess alkali and maintained in a nitrogen atmosphere for 100 minutes at room temperature, air is passed through the suspension without heating for 70 minutes, then when the air is supplied for 65 minutes, the suspension is heated to 60 ^{° C.} and cooled with nitrogen at room temperature s, the suspension is discharged onto a filter press, filtered, the precipitate is washed from alkali, dried with air at room temperature, granulated, dried in air at a temperature below 100 ^o С and additionally dried in a stream of nitrogen at a temperature of 170 ^o С for 2 hours. The resulting powder has a coercive force of 57.8 kA / m, specific residual magnetization of 538.6 • 10 ^-7 T • m ³ • kg ^-1 , specific saturation magnetization of 984.7 • 10 ^-7 T • m ³ • kg ^-1 , the coefficient of rectangularity of the hysteresis loop is 0.547. The specific residual magnetization of the obtained cobalted powder exceeds the specific residual magnetization of the initial powder by 7.5, and the rectangularity coefficients of the magnetic hysteresis loop of the obtained and initial powder coincide.

Claims (1)

Способ получения кобальтсодержащего магнитного оксида железа, включающий обработку водной суспензии гамма-оксида железа солями железа и кобальта в сильнощелочной среде с последующей фильтрацией, промывкой, сушкой и нагреванием продукта, отличающийся тем, что исходный порошок гамма-оксида железа предварительно дезинтегрируют при частоте вращения ротора 50 150 с^-1, промывают водой 2 4 ч при перемешивании и температуре 85 - 95^oС, фильтруют, отжимают и подсушивают, в водную суспензию гамма-оксида железа добавляют щелочь в токе инертного газа и обработку суспензии солями железа и кобальта осуществляют при постоянном перемешивании в три стадии: сначала в суспензию добавляют растворы солей железа (II), кобальта и избыток щелочи в инертной газовой среде, смесь выдерживают 90 150 мин при 90 - 100^oС и охлаждают до комнатной температуры, затем снова добавляют растворы солей железа (II), кобальта и избыток щелочи в инертной газовой среде при комнатной температуре и выдерживают 100 140 мин, после чего опять добавляют растворы солей железа (II), кобальта и избыток щелочи и выдерживают в инертной среде 100 140 мин при комнатной температуре, после обработки солями железа (II) и кобальта через суспензию пропускают воздух в течение 50 - 70 мин, нагревают ее до 50 60^oС с подачей воздуха, затем охлаждают до комнатной температуры с подачей инертного газа, после фильтрации и промывки продукт гранулируют, сушку ведут на воздухе, а нагревание продукта осуществляют в токе инертного газа при температуре 155 170^oС в течение 120 180 мин.A method of producing cobalt-containing magnetic iron oxide, comprising treating an aqueous suspension of gamma-iron oxide with salts of iron and cobalt in a highly alkaline medium, followed by filtration, washing, drying and heating of the product, characterized in that the initial powder of gamma-iron oxide is pre-disintegrated at a rotor speed of 50 150 s ^-1 , washed with water for 2-4 hours with stirring and at a temperature of 85 - 95 ^o С, filtered, squeezed and dried, alkali is added to an aqueous suspension of gamma-iron oxide in a stream of inert gas and about the suspension is treated with iron and cobalt salts under continuous stirring in three stages: first, solutions of iron (II) salts, cobalt and an excess of alkali in an inert gas medium are added to the suspension, the mixture is held for 90 150 minutes at 90 - 100 ^o C and cooled to room temperature then again add solutions of salts of iron (II), cobalt and excess alkali in an inert gas medium at room temperature and incubated for 100 to 140 minutes, then again add solutions of salts of iron (II), cobalt and excess alkali and incubate in an inert medium 10 0 140 min at room temperature, after treatment with iron (II) and cobalt salts, air is passed through the suspension for 50 - 70 min, heated to 50-60 ^o С with air supply, then cooled to room temperature with an inert gas supply, after filtration and washing the product is granulated, drying is carried out in air, and the product is heated in an inert gas stream at a temperature of 155-170 ^{° C.} for 120-180 minutes.