一种棕刚玉的生产方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。达到节能环保的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种棕刚玉的生产方法


[0001]本专利技术属于刚玉加工应用
，涉及棕刚玉，尤其涉及一种棕刚玉的 生产方法。

技术介绍

[0002]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：
[0003]TiO2+2C+Fe＝Ti-Fe+2CO
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(1)
[0004]SiO2+Fe+2C＝Si-Fe+2CO
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(2)
[0005]Fe2O3+3C＝2Fe+3CO
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(3)
[0006]R2O+C＝2R+CO
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(4)
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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：
[0010]Al2O3+3C＝Al2OC+2CO
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(5)
[0011]2Al2O3+9C＝Al4C3+6CO
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(6)
[0012]2Al2O3+3C＝Al4O4C+2CO
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(7)
[0013]生成的Al2OC、Al4C3、Al4O4C都易与潮湿空气中的水分发生水化反应：
[0014]Al2OC+5H2O＝2Al(OH)3+CH4↑ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)
[0015]Al4C3+12H2O＝4Al(OH)3+3CH4↑ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)
[0016]Al4O4C+8H2O＝4Al(OH)3+CH4↑ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(10)
[0017]这是很大的体积膨胀反应，并产生气体，导致棕刚玉粉化而报废，甚至做 成的产品也失败。因此，该专利很难实施和保证产品质量。专利CN201310205 936.3先将铝灰加入
到热水中，然后送入与外界相通的塑料容器内反应一段时 间，再将塑料容器内的热水排出，并加入与排出水量等重的热水后静置一段时 间，然后将铝灰分离出来后用水漂洗，再使用真空过滤机过滤并将得到的铝灰 烘干即可，向烘干的铝灰中加入铁屑在温度为1700-1800℃的条件下冶炼即制 得产品。本专利技术将铝灰先采用一定方法处理后，是去除了部分可溶性的杂质， 提高了氧化铝的含量，但是铝和AlN变成氧化铝所产生的的热量给浪费掉了， 并且同时产生的氢气和氨气对环境产生污染和带来安全问题。即使处理，也增 加了投资。这显著提高了成本。专利CN201611069609.X和CN201611069568. 4能源没有得到充分利用，酸化和碱化处理带来污水等环境问题。给生产带来 复杂性和成本的提高。

技术实现思路

[0018]本专利技术针对上述的制备棕刚玉所存在的技术问题，提出一种设计合理、方 法简便且生产成本低、节能环保的棕刚玉的生产方法。
[0019]为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为，本专利技术提供一种棕刚玉的 生产方法，包括以下有效步骤：
[0020]a、首先将铝渣灰为原料分为两批，其中，第二批添加有铁屑；
[0021]b、将第一批铝渣灰原料加入到电炉内，氧化气氛下加热熔化；
[0022]c、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
[0023]d、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。
[0024]作为优选，所述a步骤中，铝渣灰指的是电解铝、熔化铝和精炼铝过程中 产生的铝渣灰，其Al≤30％，AlN≤45％
[0025]作为优选，所述a步骤中，第二批的比例应该根据两批原料内的Al、AlN 含量和两批料的总TiO2、SiO2含量来确定，应该使TiO2和SiO2完全被Al和 AlN还原为原则。
[0026]作为优选，所述b步骤中，氧化气氛指的是向电炉内通空气或氧气，其通 入量应该根据铝渣灰内Al和AlN氧化需要的O2量来调节，通气系数一般是 1.05～1.2。
[0027]作为优选，所述a步骤，铁屑的加入量用满足金属铁≥SiO2总量的40％。
[0028]作为优选，所述d步骤中，氧化精炼的吹氧量和时间应该为熔体内不含碳 为基准，即碳含量≤0.15％。
[0029]与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果在于，
[0030]1、本专利技术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。
具体实施方式
[0031]为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合实施例 对本专利技术做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例 及实施例中的特征可以相互组合。
[0032]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本发 明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术并不限于下面 公开说明书的具体实施例的限制。
[0033]以电解铝和再生铝生产过程中产生的铝渣灰为主要原料，这些原料物美价 廉，甚
至是工业废料，等于资源再生和高附加值化。把这些原料第一批加入到 电弧炉内进行电熔加热。在加热的过程中，同时吹氧或空气进行升温直至熔化。 在加温过程中，原料内有低沸点物质或杂质如冰晶石、氯化物等，高温下变成 气体排出来。这些气体可以通过除尘而收集。这些氟化物和氯化物性能见下表：
[0034]表1氟化物和氯化物性能表
[0035][0036]由上表可知，所选用这些电熔原料里的氟化物和氯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种棕刚玉的生产方法，其特征在于，包括以下有效步骤：a、首先将铝渣灰为原料分为两批，其中，第二批添加有铁屑；b、将第一批铝渣灰原料加入到电炉内，氧化气氛下加热熔化；c、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；d、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。2.根据权利要求1所述的一种棕刚玉的生产方法，其特征在于，所述a步骤中，铝渣灰指的是电解铝、熔化铝和精炼铝过程中产生的铝渣灰，其Al≤30％，AlN≤45％。3.根据权利要求2所述的一种棕刚玉的生产方法，其特征在于，所述a步骤中，第二批的比例应该根据两批原料内的Al、AlN...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋保峰，田守信，宋保国，刘传省，
申请(专利权)人：茌平浩鑫实业有限公司，
类型：发明
国别省市：