刚玉的化学组成
中国耐材之窗网 [耐火原料] 2006年3月3日 铜管对流散热器
一、 矿产名称:刚玉(Corundum)
刚玉矿床类型主要有三类,现分述如下。
1、岩浆岩矿床
本类型矿床中又可分为两种。
(1)霞石正长岩刚玉矿床
该类型矿床是在岩浆分异作用过程中形成的,刚玉集中于岩体的边缘部位。如加拿大安大略阿斯庭斯刚玉矿床。刚玉为柱状晶体,长达50cm,Al2O3含量在95%以上。
(2)去硅伟晶岩刚玉矿床
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该类型矿床见于南非德兰士瓦附近。围岩为太古代杂岩,刚玉产于伟晶岩中,品位变化很大,低者仅5%,而富集部位品位达80%左右。该矿床除伟晶岩外,还有一种粗结晶岩石,称为珠云刚玉岩,其中刚玉成层状,出现于珍珠云母的集合体中。
2、变质岩刚玉矿床
主要为在碱性热液作用下,由次生石英岩中的高铝矿物如红柱石、蓝晶石等,经变质作用形成。这种矿床的矿体多为透镜状,长度可达数百米。刚玉常与红柱石共生。富矿中刚玉的含量可达95%。
3、刚玉砂矿床
刚玉砂矿床为原生矿床风化产物,矿石中常伴生有红柱石,蓝晶石,有时还伴生有红、蓝宝石。
资源分布
中国刚玉矿床分砂矿和原生矿两种,主要产地有:江苏六合,福利明溪,海南蓬莱,湖北
英山,云南麻粟坡,河南灵宝,西藏曲水等地。此外,河南登封及陕西佛坪新见有矿产地。
三、 矿床的一般工业指标
砂矿:
工业品位:含矿率(矿物)≥7.7千克/米3。
刚玉矿物:含Al2O3>94%。
有害组分:Fe2O3 3.53~4.35%。
灼失量: 0.06~0.23%。
可采厚度:0.5米。
原生矿:
工业品位:矿物30%。
四、 矿石性质
刚玉是一种纯的结晶氧化铝,莫氏硬度为9,在天然矿物中,硬度仅次于金刚石。,刚玉虽是铝的氧化物,但密度是4g/cm3左右。比金属铝大。刚玉的外观有强烈的玻璃光泽,颜多样,常见黄灰、蓝灰。含钛的刚玉呈碧蓝一青蓝,称蓝宝石,含铬呈红透明者则称红宝石,绿的为绿玉,黄的为黄玉,都是名贵的宝石。
刚玉的主要性质列于表1。
表1 刚玉的矿物性质
化学式 | 化学组成% | 密度g/cm3 | 莫氏硬度 | 晶系 | 晶形 | 颜 |
Al2正弦波信号发生器O3 | Al52.9 O47.1 | 3.39~4.10 | 9 | 三方晶系 | 板、柱、锥 | 无、白、灰、黄、褐、绿、蓝人脸识别智能门禁 |
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刚玉的结晶中,当含有磁铁矿,赤铁矿、石英等杂质,并呈铁矿一样外观的粒状集合块时,称为刚玉砂或称金刚砂(但金刚砂这一名称有时亦指碳化硅)。金刚砂在一般情况下约含60%的刚玉(参见表2),多呈锖灰和黑。密度2.7~4.3 g/cm3,莫氏硬度为7~9。
表2 金刚砂的化学组成(%)
产 地 | Al2O3 | SiO发光标识2 | Fe2O3 | CaO | MgO | H2O |
希腊纳克斯刚砂 | 62.62 | 4.90 | 31.41 | 0.45 | 0.06 | 1.04 |
土耳其刚砂 | 60.10 | 1.80 | 33.20 | 0.80 | | 5.62 |
日本新木浦刚砂 | 48.42 | 8.40 | 19.90 | 4.76 | | |
湖北英山甲河刚砂 | >94 | | 3.53~4.35 | 激光平台 | | |
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五、 工艺特性及主要用途
刚玉主要用作研磨材料。可制成砂轮、研磨盘、研磨纸及研磨粉等,也可作仪器快速转动轴承。刚玉粉还能磨修精密仪器的光学玻璃。透明鲜的刚玉则是天然宝石。 由于人造磨料(包括人造刚玉和碳化硅)具有成型自由、质量均匀、能大批生产等优点,因而大量取代了天然刚玉作各种研磨材料。人造刚玉是将铝矾土在电弧炉中熔化,提高氧化铝的成分,然后将凝固块粉碎、整粒而成。日本工业规格规定,由棕刚玉结晶组成者称“棕刚玉磨料”,用符号A表示。高纯度的氧化铝用同样方法制成的产品中,由纯白刚玉结晶组成者称“白刚玉磨料”,用符号WA表示。在整粒的制品中,由刚玉结晶和莫来石结晶组成者,称为“人造刚砂磨料”(AE)。 此外,用刚玉磨料制成的砂布、砂纸,用符号AA表示,用刚玉砂制成的砂布和砂纸,用符号E表示。
在刚玉磨料内加入结合剂,可制成砂轮。用粘结剂使刚玉磨料固定在棉布和纸的表面,可制成砂布和砂纸。刚玉磨料除上述用途外,还可作高铝耐火材料的原料。
用刚玉磨料作原料制成的砂轮(A、WA砂轮)用于软钢、高速钢、特殊钢的磨削加工。砂 布、砂纸用于木材、钢材的研磨加工。尤其是1级砂纸(AA)适合作木工和不锈钢的研磨用。
(金)刚砂布、(金)刚砂纸在电镀自行车时,可用于研磨基底,还用于其他理化仪器的加工和精加工等方面。
在人造刚玉磨料的微粉中,混入脂肪、脂肪酸或树脂等油脂类,经加热、冷却、固化后,可制成油脂性研磨材料。在油脂性研磨材料中,用刚砂和人造刚玉作原料制成棒状抛光膏,用于硬金属表面粗加工的研磨。用烧成刚玉作材料制成的“白棒”,广泛用于合成树脂和木制品的研磨加工。
由于刚玉强韧和耐久性好,和水泥、沥青等有良好的调和性,可用于公路止滑、化工厂板铺装以及堰堤护床的表装材料、耐火材料及生产人造刚玉(假宝石)的原料等方面。
六、 产品质量要求(标准)
(一) 目前国内尚无统一指标要求,根据用途参考我国已开发利用的矿床实例,列出如下标准:
1、湖北英山甲河刚玉矿床
工业品位:含矿率矿物7.7kg/m3, 刚玉矿物含Al2O3>94%。
有害组分:Fe2O33.53~4.35%;烧失量0.06~0.23%。
可采厚度:0.5m。
2、西藏曲水宗娘规原生刚玉矿床
工业品位:矿物30%。
3、据原苏联资料:当刚玉的Al2O3大于75%时,矿石含刚玉达55%者,不须选矿;含10~15%时须选矿后才能利用;在选矿条件好的情况下,甚至可降低到5%。
刚玉粉一般含刚玉12~15%;含刚玉20%以上为好矿;含8%的有时也可用。工业利用的刚
玉矿石中氧化铁(FeO)加三氧化二铁(Fe2O3)的含量不应大于2~3%。刚玉粉常是一些细粒的暗岩石,其成分除刚玉外,还含有铁矿物,因此为次要产品,主要是作研磨用的砂纸和砂布。
4、国际市场上刚玉的规格是按Al2O3含量及颗粒大小划分的。
南非刚玉分级标准见表3。
表3 南非刚玉分级标准
级 别 | Al2O3, % | 颗粒直径,cm |
1级 | 95 | <1.23 |
2级 | 90~95 | 0.615~1.23 |
3级 | 90 | 0.313~0.615 |
4级 | 80 | <0.313 |
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