刚玉质矿物原料.pptx
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3）石油、化工行业 刚玉硬度大、耐磨性好、强度高用作 反应器皿和管道、化工泵部件；
4）耐火材料 耐高温、耐腐蚀、高强度等性能，冶炼稀贵 金属、特种金属、玻璃拉丝、激光玻璃的坩埚及器皿；各种高 温炉窑用炉衬；碳黑、硼化工、化肥、合成氨反应炉和气化炉 专用炉衬；
氧化铝生产方法
从铝土矿或其他含铝原料提取的方法很多，大 致有四类：
制备过程：
以工业氧化铝为原料，加入部分外加剂，在较低的温度下，进 行 煅 烧 处 理 ， 一 般 煅 烧 温 度 不 超 过 1500C ， 使 其 中 的 Al2O3完全转化为-Al2O3,同时进一步去除Na2O，且保持较 大的活性，所以又称活性氧化铝(active alumina)。
刚玉保温材料既耐高温又保温，广泛用于炉墙和炉顶。
其他刚玉耐火材料广泛用于钢铁、石化、建材等。
刚玉
1、背景
1798年将刚玉名称列入矿物学，刚玉是矿物 名称，而在以前叫宝石（precious stone），其化 学成分主要是Al2O3，为氧化铝晶体，纯净的刚玉晶 体是无色透明的。
2、化学组成
一般含微量Cr3+、Fe2+、Ti4+、Mn2+、V5+、Ga3+ 等，常见赤铁矿、钛铁矿、金红石、尖晶石、石榴子 石等包裹体。
铝土矿加入（石灰石或苏打） 混合体高温煅烧含铝 酸 钠 的 熟 料 水 溶 出 NaAlO2 溶 液 通 入 CO2 Al(OH)3 Al2O3
一般来讲，拜尔法处理高品位的铝土矿，工艺简单，能耗 低，产品质量好。而碱石灰烧结法处理低品位的铝土矿（ Al2O3/SiO2<7-8），工艺复杂，能耗高，产品质量不如拜尔 法好。
在某些红(蓝)宝石的{0001}面上可见因含有定向 分布的针状金红石包裹体而呈现的六射星光，称为星 光红（蓝）宝石。
5、来源
自然界存在刚玉矿床，例如国外：哈萨克斯坦、 南非、加拿大以及我国的河北、西藏、江苏、江西和 山东等。
工业上使用的刚玉原料都是来源于含Al2O3矿物 矿 石 ， 如 铝 土 矿 、 霞 石 KNa3[AlSiO4]4( 系 K [AlSiO4] 和Na[AlSiO4]类质同象形成固溶);明钒石 KAl3[SO4]2(OH)6等，其中世界上95%以上的氧化 铝是用铝土矿生产。
1）碱法； 2）酸法： 硝酸、盐酸、硫酸等投资大，酸回 收复杂； 3）酸碱法； 4）热法（电熔法）
A、碱法
生产氧化铝 碱法有拜尔法、烧结法及拜尔-烧结法等；
拜来自百度文库法
1889-1892年奥地利化学家K.J拜尔(Bayer’s)发明了 生产氧化铝的方法，其原理是：直接用含有大量游离NaOH 的循环母液处理铝矿石，以溶出其中的氧化铝，获得NaAlO2 溶液，并加晶种分解的方法，它使溶液中的氧化铝成为 Al(OH)3结晶析出； 铝土矿原矿料浆NaOH溶出Al2O3溶液稀释、泥渣分离 NaAlO2 溶 液 加 晶 种 ， Al(OH)3 分 离 洗 涤 得 到 纯 净 Al(OH)3煅烧得到Al2O3
联合法：拜尔法和烧结法并用;
B、热法
其原理是将铝矾土熟料与还原剂直接在电炉内熔 融制备，棕刚玉和亚白刚玉等，
而用工业氧化铝为原料，采用电熔方法可以得到 白刚玉、致密刚玉原料，加入锆英石、氧化锆或氧化 铬可以电熔锆刚玉和铬刚玉等；
氧化铝产品
按生产工艺分有三种： 1）轻烧氧化铝(calcined alumina) 2）烧结刚玉(sintered corundum)包括烧结板 状刚玉) 3）电熔刚玉(fused corundum) (电熔棕刚玉、电熔亚白刚玉、电熔白刚玉、电熔 致密刚玉)
刚玉质耐火材料
4、用途：
刚玉质耐火制品耐高温、耐腐蚀，广泛用于多种高温电 炉、窑炉的内衬及制作刚玉炉管、炉芯及高温电炉配件等。
在化工系统，作为反应炉和气化炉的专用炉衬，用作各 种反应器皿和管道；
由于硬度大、耐磨性好，用作刀具、模具磨料；利用高 温绝缘性，用作热电偶保护管、原子反应堆中的绝缘瓷；利 用结构稳定、可在高频、高压下使用的特点，可用于集成电 路基板、雷达天线保护罩等；
3.晶体结构：
三方晶系
刚玉型结构： O2- 呈 六 方 最 紧 密堆积构成氧 离子层，Al3+在 两层 O2-之间， 充 填 2/3 的 八 面 体空隙。
b0 a0
Al
O
4.形貌特征
晶体常呈完好的腰鼓状、桶状或短柱状。晶面上 常见相交的几组条纹。
通常呈 蓝灰、黄灰色，含杂质可呈各种颜色：
红宝石：含Cr，红色；蓝宝石：含Ti 和Fe2+，蓝色； 黑星石：含Fe2+、Fe3+， 黑色、透明；白宝石：纯净 无色透明的晶体；含Co、V、Ni呈绿色；含Ni呈黄色； 含Fe3+、Mn2+呈玫瑰红色。
6、应用
1）磨料行业 刚玉晶体的硬度高、耐磨性好，被大量用于 磨料行业，占磨料2/3，其他碳化硅磨料；
2）电子行业 刚玉为离子晶体,结构稳定，在高频、高压 和较高的温度下使用，其绝缘性优良，损耗不大，介电常数小 。集成电路、基板、瓷架、微波窗口、防泄露陶瓷管（罐）； 透 明 刚 玉 制 品 可 制 作 灯 管 、 微 波 整 流 罩 、 固 体 电 解 质 Na-Al2O3钠硫电池隔膜材料；
烧结法
生产氧化铝的原理是在铝矿石中配入石灰石（或石灰）、 苏打。使原料在高温下烧结，从而获得含固态铝酸钠的熟料， 用水或稀碱溶出，得到铝酸钠溶液，对脱硅后的纯净铝酸钠溶 液 采 用 碳 酸 化 法 （ 往 溶 液 中 通 入 CO2 使 溶 液 中 Al2O3 成 为 Al(OH)3析出，后煅烧即为氧化铝）。
1)轻烧氧化铝(calcined alumina)
背景：工业氧化铝属于半成品，来源于煅烧Al(OH)3，煅烧温 度1250C，其性能：1）除含有-Al2O3外，还有-Al2O3以 及一水软铝石；2）含有0.3-0.4%Na2O杂质，位于多孔集料 中。因此进一步煅烧可以减少制品收缩（-Al2O3 -Al2O3 体积收缩达14.3%），去除杂质Na2O。
刚玉质矿物原料
刚玉质耐火材料
1、定义：
指氧化铝含量大于90%、主晶相为刚玉的耐火 制品。
2、种类：
烧结氧化铝制品、再结合烧结刚玉制品、再结 合电熔刚玉制品，刚玉质高温陶瓷，刚玉浇注料。
3、基本性能：
刚玉质耐火制品氧化铝含量高、杂质含量低、 化学稳定性好，耐高温、硬度大、强度高、抗氧化 、耐腐蚀、电绝缘、气密性好等。
4）耐火材料 耐高温、耐腐蚀、高强度等性能，冶炼稀贵 金属、特种金属、玻璃拉丝、激光玻璃的坩埚及器皿；各种高 温炉窑用炉衬；碳黑、硼化工、化肥、合成氨反应炉和气化炉 专用炉衬；
氧化铝生产方法
从铝土矿或其他含铝原料提取的方法很多，大 致有四类：
制备过程：
以工业氧化铝为原料，加入部分外加剂，在较低的温度下，进 行 煅 烧 处 理 ， 一 般 煅 烧 温 度 不 超 过 1500C ， 使 其 中 的 Al2O3完全转化为-Al2O3,同时进一步去除Na2O，且保持较 大的活性，所以又称活性氧化铝(active alumina)。
刚玉保温材料既耐高温又保温，广泛用于炉墙和炉顶。
其他刚玉耐火材料广泛用于钢铁、石化、建材等。
刚玉
1、背景
1798年将刚玉名称列入矿物学，刚玉是矿物 名称，而在以前叫宝石（precious stone），其化 学成分主要是Al2O3，为氧化铝晶体，纯净的刚玉晶 体是无色透明的。
2、化学组成
一般含微量Cr3+、Fe2+、Ti4+、Mn2+、V5+、Ga3+ 等，常见赤铁矿、钛铁矿、金红石、尖晶石、石榴子 石等包裹体。
铝土矿加入（石灰石或苏打） 混合体高温煅烧含铝 酸 钠 的 熟 料 水 溶 出 NaAlO2 溶 液 通 入 CO2 Al(OH)3 Al2O3
一般来讲，拜尔法处理高品位的铝土矿，工艺简单，能耗 低，产品质量好。而碱石灰烧结法处理低品位的铝土矿（ Al2O3/SiO2<7-8），工艺复杂，能耗高，产品质量不如拜尔 法好。
在某些红(蓝)宝石的{0001}面上可见因含有定向 分布的针状金红石包裹体而呈现的六射星光，称为星 光红（蓝）宝石。
5、来源
自然界存在刚玉矿床，例如国外：哈萨克斯坦、 南非、加拿大以及我国的河北、西藏、江苏、江西和 山东等。
工业上使用的刚玉原料都是来源于含Al2O3矿物 矿 石 ， 如 铝 土 矿 、 霞 石 KNa3[AlSiO4]4( 系 K [AlSiO4] 和Na[AlSiO4]类质同象形成固溶);明钒石 KAl3[SO4]2(OH)6等，其中世界上95%以上的氧化 铝是用铝土矿生产。
1）碱法； 2）酸法： 硝酸、盐酸、硫酸等投资大，酸回 收复杂； 3）酸碱法； 4）热法（电熔法）
A、碱法
生产氧化铝 碱法有拜尔法、烧结法及拜尔-烧结法等；
拜来自百度文库法
1889-1892年奥地利化学家K.J拜尔(Bayer’s)发明了 生产氧化铝的方法，其原理是：直接用含有大量游离NaOH 的循环母液处理铝矿石，以溶出其中的氧化铝，获得NaAlO2 溶液，并加晶种分解的方法，它使溶液中的氧化铝成为 Al(OH)3结晶析出； 铝土矿原矿料浆NaOH溶出Al2O3溶液稀释、泥渣分离 NaAlO2 溶 液 加 晶 种 ， Al(OH)3 分 离 洗 涤 得 到 纯 净 Al(OH)3煅烧得到Al2O3
联合法：拜尔法和烧结法并用;
B、热法
其原理是将铝矾土熟料与还原剂直接在电炉内熔 融制备，棕刚玉和亚白刚玉等，
而用工业氧化铝为原料，采用电熔方法可以得到 白刚玉、致密刚玉原料，加入锆英石、氧化锆或氧化 铬可以电熔锆刚玉和铬刚玉等；
氧化铝产品
按生产工艺分有三种： 1）轻烧氧化铝(calcined alumina) 2）烧结刚玉(sintered corundum)包括烧结板 状刚玉) 3）电熔刚玉(fused corundum) (电熔棕刚玉、电熔亚白刚玉、电熔白刚玉、电熔 致密刚玉)
刚玉质耐火材料
4、用途：
刚玉质耐火制品耐高温、耐腐蚀，广泛用于多种高温电 炉、窑炉的内衬及制作刚玉炉管、炉芯及高温电炉配件等。
在化工系统，作为反应炉和气化炉的专用炉衬，用作各 种反应器皿和管道；
由于硬度大、耐磨性好，用作刀具、模具磨料；利用高 温绝缘性，用作热电偶保护管、原子反应堆中的绝缘瓷；利 用结构稳定、可在高频、高压下使用的特点，可用于集成电 路基板、雷达天线保护罩等；
3.晶体结构：
三方晶系
刚玉型结构： O2- 呈 六 方 最 紧 密堆积构成氧 离子层，Al3+在 两层 O2-之间， 充 填 2/3 的 八 面 体空隙。
b0 a0
Al
O
4.形貌特征
晶体常呈完好的腰鼓状、桶状或短柱状。晶面上 常见相交的几组条纹。
通常呈 蓝灰、黄灰色，含杂质可呈各种颜色：
红宝石：含Cr，红色；蓝宝石：含Ti 和Fe2+，蓝色； 黑星石：含Fe2+、Fe3+， 黑色、透明；白宝石：纯净 无色透明的晶体；含Co、V、Ni呈绿色；含Ni呈黄色； 含Fe3+、Mn2+呈玫瑰红色。
6、应用
1）磨料行业 刚玉晶体的硬度高、耐磨性好，被大量用于 磨料行业，占磨料2/3，其他碳化硅磨料；
2）电子行业 刚玉为离子晶体,结构稳定，在高频、高压 和较高的温度下使用，其绝缘性优良，损耗不大，介电常数小 。集成电路、基板、瓷架、微波窗口、防泄露陶瓷管（罐）； 透 明 刚 玉 制 品 可 制 作 灯 管 、 微 波 整 流 罩 、 固 体 电 解 质 Na-Al2O3钠硫电池隔膜材料；
烧结法
生产氧化铝的原理是在铝矿石中配入石灰石（或石灰）、 苏打。使原料在高温下烧结，从而获得含固态铝酸钠的熟料， 用水或稀碱溶出，得到铝酸钠溶液，对脱硅后的纯净铝酸钠溶 液 采 用 碳 酸 化 法 （ 往 溶 液 中 通 入 CO2 使 溶 液 中 Al2O3 成 为 Al(OH)3析出，后煅烧即为氧化铝）。
1)轻烧氧化铝(calcined alumina)
背景：工业氧化铝属于半成品，来源于煅烧Al(OH)3，煅烧温 度1250C，其性能：1）除含有-Al2O3外，还有-Al2O3以 及一水软铝石；2）含有0.3-0.4%Na2O杂质，位于多孔集料 中。因此进一步煅烧可以减少制品收缩（-Al2O3 -Al2O3 体积收缩达14.3%），去除杂质Na2O。
刚玉质矿物原料
刚玉质耐火材料
1、定义：
指氧化铝含量大于90%、主晶相为刚玉的耐火 制品。
2、种类：
烧结氧化铝制品、再结合烧结刚玉制品、再结 合电熔刚玉制品，刚玉质高温陶瓷，刚玉浇注料。
3、基本性能：
刚玉质耐火制品氧化铝含量高、杂质含量低、 化学稳定性好，耐高温、硬度大、强度高、抗氧化 、耐腐蚀、电绝缘、气密性好等。