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):大中小
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:
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) | 12 | 9 | 7 | 5 | 4 | 3 | 6 | ||||||||
Al2O3/%(不小于) | 73 | 69 | 66 | 60 | 71 | 67 | 64 | 50 | 69 | 66 | 62 | 62 | 58 | 54 | 48 |
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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