Brevet FR2503127A2 — publié le 19821008

FR 2503127 A2 19821008 FR 8107304 A 19810406 PROCEDE DE PREPAPATION DE GOD%OSES tAGNETIOsUES TYPE OXYDES DE FER, PAR MECANO-CHIttIE L'invention se rapporte à un procédé de préparation des composés magnétiques type oxydes de fer. On sait que les oxydes de fer magnétiques sont essentiellement constitués par l'oxyde magnétite Fe304, la maghémite y-Fe203 et leurs solutions solides ; sous forme de poudre fine, l'oxyde magnétite trouve ses principales applications corne pigment, ou élément actif des fluides magnétiques ou de transport d'encre dans les systèmes de reproduction dits "à sec" ou les systèmes nettoyant par abrasion. La magnémite 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 magliémite est généralement préparée en trois étapes à partir d'hydrate d'oxyde aciculaire aFe2O3. H20 dés1Wdratation, réduction sous hydrogène vers 400 C, puis oxydation contrôlée à 2500C. Dans le brevet principal FR. n0 80 26991 du 16 Décembre 1980, il a été décrit une invention relative à un procédé de préparation des oxydes magnétiques Fie3 et/ou y - Fe203 par broyage humide, en milieu aqueux et confiné, en présence de corps broyants en acier, d'oxyde de fer Fe2O3 de diverses origines. L'oxyde Fe2O3 utlisé peut être soit un oxyde naturel, soit un oxyde provenant de la récupération des bains de décapage sidérurgiques (oxyde "ex-pickling"). Il a été maintenant constaté que la tenpêrature du broyage opéré, selon les conditions décrites dans le brevet principal, ainsi que la température et l'atmosphère de séchage de la boue ainsi obtenue, ont des conséquences importantes sur la quantité de produits magnétiques obtenus, cette quantité étant appréciée par la grandeur du moment magnétique massique mesuré sur la poudre séchée. La présente invention a donc pour objet un procédé de préparation d'oxydes métalliques Fe304 et/ou y-i:e2O3 et/ou leurs solutions solides par broyage humide en milieu aqueux et confiné, en présence de corps broyants en acier, d'oxyde de fer Fe2O3 de diverses origines, et séchage, en contrôlant la température du milieu de broyage (celleci pouvant être fixe ou variable) pendant cette opération et/ou les conditions de séchage (durée, température). L'exemple suivant permet d'illustrer la méthode utilisée 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 litres 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. La constance de la température de broyage est assurée soit par un jet d'eau froide ruisselant sur la cuve d'acier, pour les broyages refroidis, soit par une rampe chauffante irradiant cette cuve d'acier, pour les broyages chauffés. A la fin de l'opération, la boue est séparée des billes par tanisage, puis séchée à l'air dans une étuve à température constante ou à l'aide d'une rampe infrarouge, à une température ne dépassant pas 1500C. 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 perméabilité Fisher vers 0,4 micron et de la surface spécifique, mesurée à l'appareil Strohlein vers 12 m2/g), on constate une forte variation du moment magnétique massique, et une augmentation de la teneur en Fe2+, selon la température de broyage et la température de séchage ainsi qu'une forte différence de la couleur de la boue et de la poudre. Ces essais montrent que la transformation de a - Fe203 en oxydes magnétiques opérée en milieu aqueux confiné, en présence d'acier, dépend très notablement des températures de broyage et de séchage. Les caractéristiques magnétiques du produit final dépendent 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. On peut donc ainsi préparer à volonté des produits magnétiques ayant les caractéristiques requises pour diverses applications, soit en laissant évoluer la température du broyeur, soit en la maintenant constante pendant la totalité ou des fractions de la durée de broyage à des niveaux donnés, soit en faisant varier la durée et la température des paliers de séchage. Le procédé selon l'invention peut être appliqué pour la production d'oxydes de fer magnétiques utilisables par exemple en reprographie ou à la mise en condition d'oxydes destinés à une préparation ultérieure de ferrites. BROYAGES REFROIDIS BROYAGES CHAUFFES Température du milieu 5 C - 12 C 350C 450C broyé Teneur en Fe+ de la - 15 % @ 17 % # - boue Couleurs de la boue et ROUGE ROUGE BRUNE BRUNE de la poudre Séchage à l'étuve à 50 C Fe+ - 3,4 % 10,3 % #s ## 7 15 59 61 à 105 C Fe+ - 2,2 % 11,7 % #s 6 13 65 61 à 150 C Fe+ - 0,85 % 1,9 % #s - 46 58 57 Teneur rapportée à la quantité de matière sèche = moment magnétique massique en a.m/kg REVENDICATIONS 1. - Procédé de préparation de composés magnétiques finement divisés selon l'une quelconque des revendications du brevet principal, qui comporte un broyage en milieu aqueux et un séchage de la boue ainsi obtenue, caractérisé en ce quel'on contrôle la température du milieu de broyage au cours de cette opération. 2. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on ajuste la teneur en composés magnétiques finement divisés par modification de la durée et/ou de la température du séchage de la boue.