刚玉的化学组成
中国耐材之窗网 [耐火原料] 2006年3月3日
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
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马兰士cd6003、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 |
Al2O3 | Al52.9 O47.1 | 3.39~4.10 | 9 | 三方晶系 | 板、柱、锥 | 无、白、灰、黄、褐、绿、蓝 |
| | | | | | |
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 | SiO2 | Fe2O3 | CaO白刚玉 | 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 | 大连自主择业军 | 5.62 |
碳酸氢钠溶液日本新木浦刚砂 | 48.42 | 8.40 | 19.90 | 4.76 | | |
湖北英山甲河刚砂 | >94 | | 3.53~4.35 | | | |
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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氧化钼
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 windowsserver2003 |
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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