矿物名称 |
化学分子式 |
氧化铝/杂质(质量倍) |
莫来石 |
3Al2O3·2SiO2 |
2.55 |
六铝酸钙 |
CaO·6Al2O3 |
10.91 |
钙斜长石 |
CaO·Al2O3·2SiO2 |
0.58 |
三斜霞石 |
Na2O·Al2O3·2SiO2 |
0.56 |
尖晶石 |
MgO·Al2O3 |
2.53 |
堇青石 |
2MgO·2Al2O3·5SiO2 |
0.54 |
钛酸铝 |
Al2TiO5 |
1.27 |
杂质的种类和数量对棕刚玉晶体有不同影响,见上表:
1、氧化硅在含钙矾土时的利用
矾土中存在的氧化钙很难被碳还原,几乎全部进入熔体。如果熔体中只有氧化钙和氧化铝,那么在冷却过程中杂质氧化钙全部以六铝酸钙结晶析出,每个氧化钙分子要消耗6个氧化铝分子,即每份质量的氧化钙要消耗10.91份质量的氧化铝,生成11.91份质量的六铝酸钙。如果在熔体中同时存在一定数量的二氧化硅杂质,结晶可能以钙斜长石析出,每个氧化钙分子只消耗1个分子的氧化铝,即每份质量的氧化钙只消耗1.818份质量的氧化铝,生成4.96份质量的钙斜长石。
2、氧化硅在含镁矾土时的利用
熔体中的氧化镁对棕刚玉结晶有严格的限制作用。在棕刚玉结晶区,棕刚玉的结晶路线随氧化镁含量的增加而缩短。如果MgO含量超过3%时,第一结晶区已经不是棕刚玉而是镁铝尖晶石。当熔体中同时存在一定数量的二氧化硅时,可使第一结晶区回到棕刚玉结晶区,或使棕刚玉的结晶路线增长、使更多的氧化铝以棕刚玉相析出。
3、氧化硅与氧化钠
在白刚玉冶炼中,铝氧粉中的氧化钠在熔融后会与氧化铝生成高铝酸钠(Na2O·11Al2O3),每个分子的氧化钠要消耗掉11个分子的氧化铝,即每份质量的氧化钠要消耗掉18.10份质量的氧化铝、生成19.10份质量的高铝酸钠。如果在熔体中加入一定数量的氧化硅,使氧化钠以三斜霞石(Na2O·Al2O3·2SiO2)结晶析出的话,每个分子的氧化钠只消耗1个分子的氧化铝,即每份质量的氧化钠只消耗1.645份质量的氧化铝,生成4.584份的三斜霞石。
棕刚玉,俗名又称金刚砂,是用矾土、碳素材料、铁屑三种原料在电弧炉中经过融化还原而制得的棕褐色人造刚玉,故为此名。棕刚玉主要化学成份是 AL2O3,其含量在95.00%-97.00%,另含有少量的Fe,Si,Ti等。棕刚玉是最基本的磨料,因其磨削性能好,适用范围广,价格便宜,被广泛应用。
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