单晶刚玉及其生产冶炼工艺

浏览次数：发布时间：2013/12/28

1、单晶刚玉磨料简介

单晶刚玉的纯度高，Al₂O₃＞98%。在普通刚玉磨料中，单晶刚玉的硬度和抗压强度都是最高的。此外，它的磨料形状特别好，大多数是等轴晶体颗粒，单晶体含量高达80%以上。但是，单晶刚玉磨料生产时硫化氢污染严重，成品率较低，生产总成本是棕刚玉的145%。

单晶刚玉

单晶刚玉是用矾土、黄铁矿（FeS₂）、碳素材料、铁屑等原料在电弧炉内冶炼制得。其生产工艺包括冶炼、水解和酸洗等操作。

2、单晶刚玉的冶炼工艺

单晶刚玉的冶炼工艺
项目名称	冶炼操作内容
冶炼方法	倾倒法：冷却较快，结晶较小（＜0.4mm）熔块法：冷却慢，结晶粗大，发育完好
作业参数	和棕刚玉基本相似工作电压：较棕刚玉低，利于提高炉温
冶炼过程	开炉和冶炼操作与棕刚玉基本一致。炉内反应强烈，料层较薄，加料量少，次数多
炉前判断及调整	1、合格棍样：表面光滑、壳薄，断口结构致密、黑色。棍样放入150%的硫酸溶液中很快水解。 2、碳量不足的棍样：表面粗糙有鳞状结晶体，黄色或褐灰，断口为暗灰色，可适当增加碳量。 3、硫化铁不足的棍样：表面黄色、浅灰色或灰白色，断口呈蓝色，棍样碎片放入15%的硫酸溶液中不易水解，可适当增加黄铁矿。
注意事项	1、冶炼过程中，因有SO₂和H₂S生成，须有较好的通风条件 2、冶炼后只能自然冷却，不可水冷，防止产生H₂S

3、水解和酸洗

其工艺流程为：熔块→水解、清洗→磁洗→脱水→酸洗→清洗→脱水→单晶刚玉，其操作内容见下表：

单晶刚玉的水解和酸洗
阶段	目的	操作内容与要求
破碎	加速水解	破碎粒度≤40mm
水解	使熔块分解，得到单晶颗粒	将水注入水解设备，不断搅拌。水解后，将料掏出，用湿法筛出其中的铁合金粒和水解不完全的熔块。要求：水解设备转速为临界转速的50%，水：料=4:1，碱液处理H₂S气、液体和SO₂气体
清洗	除去Al（OH）₂和废液	恒量逆流清洗
磁选	除去硅铁合金，利于酸洗	用湿式磁选机，或先烘干，再用干式磁选机
脱水	降低液拌料比例于酸洗	根据情况，放出适量水分
酸洗	除去铁质及其他杂物	加酸后，通蒸汽加热至沸腾，酸洗后立即通水清洗。要求：1、水：砂=2:1；2、酸液浓度25%；3、加热时间为2h