[发明专利]一种棕刚玉的生产方法

说明书

本发明属于刚玉加工应用技术领域，涉及棕刚玉，尤其涉及一种棕刚玉的生产方法。包括以下有效步骤：首先将铝渣灰为原料分为两批，其中，第二批添加有铁屑；将第一批铝渣灰原料加入到电炉内，氧化气氛下加热熔化；待融化完成后，添加第二批料，在还原气氛下加热熔化、气化以及反应；待反应完全后，将得到的坯料氧化精炼，最后放料，即得到棕刚玉。本发明提供一种棕刚玉的生产方法，通过对现有生产方法进行有效的改进，不仅解决了铝渣灰此类的工业废料，还减少了电能的使用，达到节能环保的目的。

技术领域

本发明属于刚玉加工应用技术领域，涉及棕刚玉，尤其涉及一种棕刚玉的 生产方法。

背景技术

刚玉是铝矾土为主要原料经矿业炉炼出的人造材料，可做磨料和耐火材料。 纯度较高的为白色叫白刚玉，含有少量杂质的为棕色叫棕刚玉。目前棕刚玉冶 炼是以特级矾土熟料为主要原料，添加少量铁和碳，加入到电炉里，进行加热 直到原料熔化，并完成一系列反应：

TiO₂+2C+Fe＝Ti-Fe+2CO (1)

SiO₂+Fe+2C＝Si-Fe+2CO (2)

Fe₂O₃+3C＝2Fe+3CO (3)

R₂O+C＝2R+CO (4)

经过上述反应，使杂质反应生成气体(碱金属)排出和比重大的硅铁钛合 金而沉淀到炉底。熔池上部的熔体是氧化铝含量很高的材料，经过倒出冷却和 破粉碎加工得到棕刚玉。可用于制造磨具和磨料，也可制造高级耐火材料等。 倾倒法炼出来的棕刚玉用电量为2540kwh/t，固定法冶炼出来的棕刚玉耗电量 为2820kwh/t。再就是炉况不稳，再就是必须用熟矾土，提高了成本。棕刚玉 生产分为起弧、熔炼、控制和精炼四个阶段。时间周期长，耗电量大，原料成 本高。

目前白刚玉和致密刚玉冶炼是以工业氧化铝为主要原料，添加到电炉里， 进行加热直到原料熔化和挥发一定杂质而得到的产品。

为了降低成本，近年来出现了以铝渣灰为主要原料而生产棕刚玉的专利。 实际上，只要控制好，后续反应和精炼控制好，完全可以得到白刚玉和致密刚 玉。生产棕刚玉典型的专利有：CN200610148219.1利用了铝灰代替一定量的铝 矾土生产棕刚玉，外加还原剂焦炭粉和沉淀剂铁屑，混合均匀，加入电弧炉中， 熔炼，然后倒出冷却，破粉碎，分选。这样降低了生产棕刚玉的成本5％～25％。 做到了资源再生利用。但是该专利没有具体冶炼工艺过程，难以生产出合格的 棕刚玉。特别是添加了焦炭粉，导致在超高温下发生：

Al₂O₃+3C＝Al₂OC+2CO (5)

2Al2O₃+9C＝Al₄C₃+6CO (6)

2Al₂O₃+3C＝Al₄O₄C+2CO (7)

生成的Al2OC、Al4C3、Al4O4C都易与潮湿空气中的水分发生水化反应：

Al₂OC+5H₂O＝2Al(OH)₃+CH₄↑ (8)

Al₄C₃+12H₂O＝4Al(OH)3+3CH₄↑ (9)