Brevet FR2498587A1 — publié le 19820730

PROCEDE DE PREPARATION DE COMPOSES MAGNETIQUES TYPE OXYDES DE FER, PAR MELPN0-CHIMIE L'invention se rapporte à un procédé de préparation des composés magnétiques type oxyde de fer. On sait que les oxydes de fer magnétiques sont essentiellement constitués par l'oxyde magnétite Fe3O4 et la maghémite y-Fe203 ; sous forme de poudre fine, l'oxyde magnétite trouve ses principales applications comme pigment, ou élément actif des fluides magnétiques ou de transport d'encre dans les systèmes de reproduction dits "à sec". La maghémite constitue l'élément actif des enregistrements sur bandes magnétiques. L'oxyde magnétite est généralement préparé par réduction ménagée des oxydes Fe203 par l'hydrogène ou par oxydation ménagée à l'air de poudres de fer. La maghémite est généralement préparée en trois étapes à partir d'hydrate d'oxyde aciculaire aFe203.H20, déshydratation, réduction sous hydrogène vers 4000 C, puis oxydation contrôlée à 2500 C. L'invention est relative à un procédé de préparation des oxydes magnétiques Fe304 et (/ou) y-Fe203 par broyage humide, en milieu aqueux et confiné, en présence de corps broyants en acier, d'oxyde de fer Fe203 de diverses origines. L'oxyde Fe203 utilisé peut-être soit un oxyde naturel, soit un oxyde provenant de la récupération des bains de décapage sidérurgiques (oxyde "ex-pickling"). Les xemples suivants permettent d'illustrer la méthode utilisée Exemple 1 : dans un broyeur formé d'une cuve cylindrique en acier de contenance 6 litres, sont introduits 14 kg de billes d'acier de diamètre environ 5 mm, 1,7 litre d'eau et 1 kg d'oxyde de fer a-Fe203. Le broyeur est fermé de façon la plus étanche possible, puis mis en rotation pour une durée de 48 heures. A la fin de l'opération, la boue est séparée des billes par tamisage puis séchée à l'air ou à l'aide d'une rampe infrarouge, à une température ne dépassant pas 1500 C. Les caractéristiques du produit obtenu sont données dans le tableau I. A côté de l'effet mécanique attendu de réduction de taille des particules (augmentation de la finesse en perm.éabilité Fisher et de la surface spécifique, mesurée à l'appareil Strohleim), on constate en particulier une augmentation très notable du mo mellt magnétia,le massique (x 30 environ), sauf pour l'oxyde synthétique, ainsi qu'une augmentation de la teneur en Fe2+. Les quantités relatives d'oxydes après l'application de ce broyage ont été estimées par radiocristallographie et par analyse thermomagnétique, à : 30 % d'oxyde a-Fe2O3, 60 % d'oxyde Fe3O4 et 10 % d'oxyde y-Fe203 ou d'hydroxydes de fer. Tous les pourcentages sont exprimés en poids Z. Exemple 2 : influence des conditions opératoires sur l'obtention des oxydes magnétiques est précisée dans l'exemple ci-après. Ces essais ont été effectués avec l'oxyde ex-pickling (repère 2 de l'exemple 1) dans les conditions reportées au tableau Il. Y figurent également les résultats obtenus. Ces essais montrent que la transformation de a-Fe203 en oxydes magnétiques ne se produit qu'en milieu aqueux confiné, en présence d'acier. Les caractéristiques m3gnétiques du produit final dependent également du temps de broyage, et des proportions relatives du poids des corps broyants, de l'oxyde, de la teneur en eau et du volume du broyeur. Le procédé selon l'invention peut être appliqué pour la production d'oxydes de fer magnétiques utilisables par exemple en reprograpbîe, ou comme constituants des fluides magnétiques. On peut également l'appliquer à la séparation magnétique des minerais de fer de leur gangue. TABLEAU I AVANT BROYAGE APRES BROYAGE Essais Composition Caractéristiques Caractéristique (origine) Taille Surface Teneur Moment magnétique Taille Surface Teneur Moment magnétique Fisher spécifique spécifique massique Fisher spécifique en Fe2+ massique m m/g % A.m/kg. m m/g % A.m/kg 1 Fe2O3 3,50 1,55 0,55 1,5 0,40 11,3 7,2 45 (naturelle) 2 F2O3 0,65 3,97 0,19 1,7 0,40 10,3 6,6 56 (ex-pickling) 3 Fe2O3 0,70 3,90 0,12 1,0 0,50 8,6 0,8 15 (synthétique) 91 I Variation des conditions de broyage Taille Surface Teneur en Moment magnétique Perte de poids Fisher spécifique Fe2+ massique des billes m m/g % A.m/kg (g) Conditions de référence de l'exemple 1 0,40 10,3 6,6 56 60 14 kg de billes d'acier remplacées par 20 kg de billes de carbure de tungstène 0,65 12,3 - 0,4 70 Durée de 7 jours au lieu de 2 jours 0,30 12,3 16,0 70 91 Eau remplacée par de l'acétone 0,50 15 1,3 9,8 4 ouvertures du broyeur pendant les 0,50 9,1 2,2 27 57 2 jours Quantité d'eau portée à litres 0,40 12,4 14,4 64 89 REVENDICATIONS 10/ Procédé de préparation de composés magnétiques finement divisés de la famille des oxydes de fer magnétiques, comme Fie304, y-Fe203, caractérisé à ce que l'on broie en milieu aqueux et confiné, à l'aide de corps broyants en acier, de l'oxyde non magnétique a-Fe203. 20/ Procédé selon la revendication 1 caractérisé à ce que l'on procède à un ajustement de la teneur en composés magnétiques finement divisés par une modification de la durée de broyage. 30/ Procédé selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisé à ce que l'on procède à un ajustement de la teneur en composés magnétiques finement divisés par une modification des proportions relatives du poids des corps broyants, du poids d'oxyde à broyer, de la teneur en eau, du volume du broyeur. 4 / Procédé selon l'une des revendications 1, 2, 3 qaractérisé en ce que l'oxyde broyé est de l'oxyde naturel. 50/ Procédé selon l'une des revendications 1, 2, 3 caractérisé en ce que l'oxyde broyé est de l'oxyde de récupération de la sidérurgie.