刚玉的化学组成

?
表 4???????白刚玉主要化学成分
<0.313
粒?????度 24~28 目
Al2O3 >98.5%
Na2O <0.6%
100~280 目
>98.5%
<0.8%
63~14μm
>98%
<0.8%
10~5μm
>97%
?
物理性能：
显微硬度（维氏）：2200~2300kg/cm2；
密度：3.98g/cm3；
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 粒的暗色岩石，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。 ?
（2）棕刚玉 由铝矾土，园钢、煤和铁屑在电弧炉中高温冶炼而成。 棕刚玉主要化学成分见表 5。 ?
表 5???????棕刚玉主要化学成分
粒????度
Al2O3
TiO2
12-80 目
94.5-97%
1.5-3.8%
100-180 目
>93.5%
1.5-3.8%
240-280 目
>92.5%
1.5-3.8%
比热：1.1kj/(kg·k)??(20~900℃)；
熔点：2050℃；
热膨胀系数：6.4（20~400℃）；7.6(20~800℃)；
韧性（单颗粒抗压）：0.72kg。
<0.8%
用途：用其制造的磨具适合磨削硬度较高的钢材，如高碳钢、高速钢、淬火钢和薄壁零 件，此外还可作超精研磨、抛光材料，精密铸造型砂、喷涂材料、化工触媒载体、特种陶瓷、 高级耐火材料、高级建筑材料等。
31.41
0.45
1.80
33.20
0.80
8.40
19.90
4.76
?
3.53~4.35
?
0.06
1.04
?
5.62
?
?
?
?
?
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。透明色鲜的刚玉则是天然宝石。
离。原矿石含有刚玉 11~15%，将矿石粉碎至 1.7~18?mm 并进行筛分后，以硅铁作介质，进 行重介质选矿。如分离密度采用 3.10g/cm3 时，所得刚玉精矿品位为 91.6%，其回收率为 34.6%。
未进行重选的-1.7?mm 粒级的重选尾矿（浮物），经破碎、分级，然后按不同粒度在摇 床上进行选别。由于刚玉的品位只能提高到 19.5%，须要进一步采用磁选和浮选进行精选。
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。
刚玉的化学组成
发布时间：2014-01-21 浏览量：360
?一、?矿产名称：刚玉（Corundum） 二、???矿床类型及其分布
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、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， 颜色多样，常见黄灰、蓝灰。含钛的刚玉呈碧蓝一青蓝色，称蓝宝石，含铬呈红色透明者则 称红宝石，绿色的为绿玉，黄色的为黄玉，都是名贵的宝石。 刚玉的主要性质列于表 1。
含 60%的刚玉（参见表 2），多呈锖灰色和黑色。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
MgO
H2O
希腊纳克斯刚砂 土耳其刚砂
日本新木浦刚砂 湖北英山甲河刚砂
62.62 60.10 48.42 >94
4.90
表 3?????南非刚玉分级标准
级?????别 1级
Al2O3,?% 95
Biblioteka Baidu
颗粒直径，cm <1.23
2级
90~95
0.615~1.23
3级
90
0.313~0.615
4级
80
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(二)中国五金矿产进出口公司山东省分公司对人造刚玉要求
(1)白刚玉
用铝氧粉在电弧炉中经高温熔炼而成.
白刚玉主要化学成分见表 4.
对-0.15?mm 的摇床精矿经过磨矿，在磁性过滤机中磁选后，非磁性产品进一步用氟化 钠和油酸进行浮选，通过四次精选，刚玉精矿的品位达 87%，回收率为 64%。
（二）开发生产实例 1、刚玉用于研磨材料 刚玉其莫氏硬度为 9，在天然矿物中，硬度仅次于金刚石，主要用于研磨材料。 制法及工艺：刚玉经破碎、分级，制得不同粒级产品。加入结合剂，可制成不同型号的砂轮； 用粘结剂使刚玉磨料固定在棉布和纸的表面，可制成不同型号的砂布和砂纸。 2、刚玉用于耐火材料 刚玉耐火材料在 Al2O3—SiO2 二元系内形成的所有不同组成的耐高温的物相中具有最高 熔点，并且还有极优良的力学性质、热性质、电性质和化学性质。因而，它在各个工业部门 中的用途很广。例如高强度高密度的烧结刚玉砖，在近代大型高炉腰部位使用，使高炉寿命 长达 7~8 年，并持续承受负荷在高温情况下正常工作。 制法及工艺：刚玉经粉碎，分级制得合适粒度产品，加入其它辅料后充分混练；加入结 合剂成型；成型产品一般要经过 1650~1800℃（有时达到 1850℃）高温烧成，冷却后出窖即 得成品。 ? 八、???开发利用现状及发展趋势 刚玉主要用作高级研磨材料，制成砂轮、砂布和砂纸，刚玉粉还能用于磨修精密仪器的 光学玻璃；利用人造刚玉磨料微粉，加入油脂类物质中，经加工制成油脂性研磨材料。另外 刚玉具有耐火度可达 2000~2050℃的高熔点特性，在耐火材料工业得以广泛应用。由于刚玉 强韧和耐久性好，已被人们应用于公路、机场、化工厂等部门做为止滑、耐磨、耐碱腐蚀等 制品。 我国开发利用刚玉资源起步较晚，应用领域有限，产品品种简单、档次低。因此，加大 技术投入，提高刚玉产品技术附加值和产品种类，扩大应用范围是刚玉开发利用的关键。
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
颜色
Al2O3
Al52.9??O47.1 3.39~4.10
9
三方晶系
无色、白、灰、黄、 板、柱、锥
褐、绿、蓝色
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
（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，由棕色刚玉结晶组成者称“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，由纯白色刚玉结晶 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）。
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物理性能： 显微硬度（维氏）：1800~2200kg/cm2； 密度：3.97g/cm3； 比热：1.1kj/(kg·k)??(20~900℃)； 熔点：2050℃； 热膨胀系数：6.4（20~400℃）；7.6(20~800℃)； 韧性（单颗粒抗压）：1.14kg。 用途：用其制造的磨具适用于磨削各种抗张强度较高的金属，如碳钢、合金钢、可煅铸 铁、硬青铜等，此外还广泛用于耐火材料、化工、填料及精密铸造方面。 ? 七、???综合利用工艺技术 （一）???????刚玉的选矿一般采用筛分，跳汰以及磁选等联合处理方法。根据试验，刚玉与 伴生矿物的分离可采用浮选法。 1、南非刚玉选矿 南非刚玉选原矿是赋存于冲层中含 5%刚玉结晶的矿石。首先，原矿通过筛孔为 18mm 的 固定筛进行筛分，筛上物料在摇动的手筛上采用手选，选出聚集于中央部分的结晶；筛下物 料进入装有 3?mm 孔眼筛的摇动槽；摇动槽的筛下产品丢弃，而筛上产品送手动的旋转圆盘 中进行洗矿后，即为精矿。对于块矿的选矿是将矿石给入木桶中，使其脱去矿石上面附着的 脉石，然后进行筛分。 2、加拿大刚玉选矿 加拿大所产刚玉的选矿流程是将含 Al2O310.5%的原矿用跳汰和摇床处理，得到含 Al2O355% 的精矿，再将其干燥后磁选，进而通过威尔弗来摇床或空气跳汰机进行精选，回收含 Al2O390~95%的最终精矿。此外，还将此种选矿厂的废石进行再处理，回收刚玉精矿。 3、美国刚玉选矿 美国在第二次世界大战中，曾对国内产出的刚玉矿进行了开发，其中对蒙塔纳州加勒廷 盖特维地方所产的矿石进行了选矿试验。该矿石以长石和云母为主，伴生有相当数量的刚玉， 以及比刚玉少的矽线石、少量的电气石和金红石。其中云母为黑云母和白云母，长石为斜长 石，铁硅钪矿、斜微长石等。刚玉和矽线石大部分分别在 0.4mm 和 0.2?mm 的条件下单体分