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    詳介生產(chǎn)剛玉的原料:鋁礬土

    發(fā)布時(shí)間:2017-08-25作者:洛陽(yáng)耐寶棕剛玉廠家點(diǎn)擊:2297字號(hào):

        到目前為止,生產(chǎn)剛玉主要采用兩種原料:一種是用天然鋁土礦直接電熔或燒結(jié)成棕剛玉、礬土剛玉、亞白剛玉等;另一種是用工業(yè)氧化鋁電熔或燒結(jié)為白剛玉、致密剛玉、板狀剛玉、燒結(jié)剛玉等。而工業(yè)氧化鋁95%以上使用鋁土礦提取的。可見鋁土礦是生產(chǎn)剛玉的重要原料。用明礬石和霞石也能提取氧化鋁。

        鋁土礦亦稱高鋁礬土或鋁礬土,主要礦物是一水鋁石(Al2O3·H2O)和三水鋁石(Al2O3·3H2O)。根據(jù)一水鋁石的結(jié)構(gòu)不同,又可分為一水硬鋁石(或α-Al2O3·H2O硬水鋁石)和一水軟鋁石(或γ-Al2O3·H2O勃姆石、波美石)。所謂鋁土礦不是礦物名稱,而是一水硬鋁石、一水軟鋁石和三水鋁石的混合物,其主要化學(xué)成分是Al2O3,一般含量為40%~80%。天然鋁土礦化學(xué)成分中的雜志變化也很大,除了Al2O3外,還有SiO2、TiO2、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O等,這些化學(xué)成分組成了如下的礦物:三水鋁石、一水鋁石,還有硅線石系礦物(即硅線石、紅柱石、藍(lán)晶石,其化學(xué)通式為(Al2O3·SiO2)、高嶺石(Al2O3·SiO2·H2O)、金紅石(TiO2),以及迪開石和含鐵礦物等。鋁土礦主要有鮞狀、豆?fàn)睢⑺樾己碗[晶(泥狀)構(gòu)造,還有土狀、致密塊狀結(jié)構(gòu)。又從白色到赭色之間的一切顏色,一般含鐵高的呈紅色,含鐵低的呈灰白色,由于膠結(jié)物質(zhì)不同,顏色變化很大,優(yōu)勢(shì)有紅褐色斑點(diǎn)。鋁土礦的外觀特征比較復(fù)雜,但也有規(guī)律可循。一般同級(jí)別的,具有類似的特征。

        我國(guó)的鋁土礦主要分布在河南、山西、廣西、貴州及山東等省區(qū)。主要礦物是一水硬鋁石與高嶺石,其次有一水軟鋁石、三水鋁石、金紅石、迪開石和含鐵礦物。其特點(diǎn)是含Al2O3高,含SiO2亦高,含F(xiàn)e2O3低,因此Al2O3/SiO2較低,大多數(shù)為4~7。除廣西平果鋁土礦外,含F(xiàn)e2O3大多數(shù)都在5%以下,Al2O3/SiO2≥10的***鋁土礦也較少。對(duì)于礦石類型來(lái)說(shuō),絕大部分為一水硬鋁石-高嶺石型,俗稱高硅低鐵一水硬鋁石型鋁土礦,或稱高鋁高硅低鐵一水硬鋁石-高嶺石型鋁土礦。廣西平果地區(qū)鋁土礦可稱為高鐵一水硬鋁石-高嶺石型鋁土礦。一水硬鋁石和高嶺石這兩種礦物按不同比例組成了一系列Al2O3含量不同的鋁土礦。僅福建、廣東有少量三水鋁石型,但Al2O3/SiO2都比較低,廣西和山東還有相當(dāng)數(shù)量的高硫鋁土礦。

        國(guó)外多為三水鋁石型,但歐洲以一水鋁石型居多,希臘為一水硬鋁石-一水軟鋁石型。從化學(xué)成分看,國(guó)外多數(shù)鋁土礦的SiO2含量較低,Al2O3/SiO2較高,而Fe2O3含量一般都較高。

        Al2O3是鋁土礦中的主要成分,其含量愈高愈好,目前生產(chǎn)工業(yè)氧化鋁要求鋁硅比不低于3.0~3.5.其他氧化物都視為雜質(zhì),SiO2是堿法生產(chǎn)氧化鋁的有害雜質(zhì),鋁土礦中的SiO2含量高,將使冶煉棕剛玉,或者生產(chǎn)工業(yè)氧化鋁的生產(chǎn)效率降低,雜質(zhì)成分增多。鋁土礦中含F(xiàn)e2O3高,雖然大部分能被除去,但對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量具有一定的影響。如果含TiO2高,對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量也不利,含K2O和Na2O高,對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量影響更大。

        無(wú)論是冶煉棕剛玉,還是生產(chǎn)工業(yè)氧化鋁,對(duì)鋁土礦的質(zhì)量都有嚴(yán)格的要求。我國(guó)GB/T3497-1983對(duì)鋁土礦按化學(xué)成分、用途分級(jí)見表:


    按鋁土礦的化學(xué)成分和用途分級(jí)
    項(xiàng)目一級(jí)品二級(jí)品三級(jí)品四級(jí)品五級(jí)品六級(jí)品七級(jí)品
    Al2O3/SiO2(不小于)12975436
    Al2O3/%(不小于)736966607167645069666262585448
    用途舉例剛玉研磨材料、高鋁水泥氧化鋁氧化鋁氧化鋁高鋁水泥、氧化鋁氧化鋁氧化鋁氧化鋁氧化鋁氧化鋁氧化鋁氧化鋁氧化鋁氧化鋁氧化鋁
    注:一至六級(jí)品適用于一水硬鋁型礦石;七級(jí)品適用三水鋁型礦石

        冶煉棕剛玉的鋁土礦必須經(jīng)過(guò)煅燒。煅燒過(guò)后的高鋁熟料不僅提高了品位,使剛玉冶煉的電耗降低,而且使?fàn)t況穩(wěn)定,提高了生產(chǎn)效率。鋁土礦加熱過(guò)程中發(fā)生一系列物理化學(xué)變化,研究它不僅對(duì)生產(chǎn)氧化鋁、冶煉棕剛玉、亞白剛玉有重要意義,而且也是制造高鋁耐火材料的基礎(chǔ)。鋁土礦加熱時(shí)的變化可分為三個(gè)階段,即分解階段、二次莫來(lái)石化階段、重結(jié)晶燒結(jié)階段。

        鋁土礦石經(jīng)高溫煅燒后的產(chǎn)物,稱為高鋁礬土熟料,是高鋁耐火材料的主要原料,亦可用來(lái)冶煉剛玉,特別是冶煉亞白剛玉。對(duì)高鋁礬土熟料的要求嚴(yán)格,不但要求Al2O3含量高,而且難還原的氧化物含量要盡量低。

        我國(guó)是世界上鋁土礦資源豐富的國(guó)家,但由于受礦床形成自然規(guī)律的影響,其特級(jí)礦分布不集中,機(jī)械化開采混級(jí)嚴(yán)重,加上礦石自然類型復(fù)雜、難以嚴(yán)格分級(jí)。近年來(lái),從耐火材料角度對(duì)我國(guó)的鋁土礦進(jìn)行了比較多的試驗(yàn)研究工作,并取得了可喜的成果。今后對(duì)合成原料將進(jìn)一步展開工作,形成具有我國(guó)特色的***耐火原料系列產(chǎn)品。


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