[发明专利]一种分离刚玉磨料中杂质矿物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种产品中杂质分离方法，具体涉及一种分离刚玉磨料中杂质矿物的方法。 

背景技术

刚玉的主要成分是Al2O3，其硬度仅次于金刚石，主要用于高级研磨材料。 

采用氧化钛作为增韧剂的含钛刚玉产品，其增韧机理是利用碳做还原剂，在熔融态时将4价钛还原为3价钛。还原反应平衡式如下： 

TiO2+C ? Ti3O5C ?Ti2O3 ?TiO ?Ti ?TiC+CO↑

    该还原反应在1900-2250℃之间，即炉内物料熔融状态下进行。反应产生的废弃CO在溢出溶液后与空气中的氧气反应燃烧成CO2排入大气。通过控制碳的浓度，炉温，可调整反应平衡点的移动而使反应获得最大比例的Ti2O3。通过调整TiO2浓度，可调整反应最终获得的Ti2O3含量。

三价钛可以进入刚玉晶格，溶液冷凝时即形成含钛刚玉固溶体。三价钛置换三价铝后造成刚玉晶格畸变，这种晶格畸变使刚玉晶体抵抗外力冲击的能力获得提高。刚玉磨料中有效的三氧化二钛含量对刚玉性能有重要影响。在含钛刚玉磨料的实际应用中，调整刚玉中Ti2O3含量，即可获得不同韧性指标，不同磨削用途的产品。 

以矾土为主要原料，碳为还原剂，经电弧炉冶炼提纯生产的含钛刚玉磨料中，除少量氧化镁和部分氧化钛以三氧化二钛的形式固溶于刚玉晶体中，其他元素形成玻璃相等非刚玉矿物相分布于刚玉晶体晶界间,导致刚玉的纯度较低，影响刚玉的性能及显色。 

现有的技术方案中如：“一种刚玉的回收方法”（200410067088.5）中提出采用机械法去除刚玉中的杂质，但其去除的杂质均为刚玉颗粒表面粘附的其他物质，与刚玉颗粒内部晶体间杂质的去除无关。 

目前行业采用的化学成分分析方法，如何分离出刚玉中的杂质矿物，目前尚未见报道。 

发明内容

 为解决现有的刚玉磨料中存在杂质矿物影响刚玉的纯度，造成刚玉性能下降，显色性差等问题，本发明公开了一种分离刚玉磨料中杂质矿物的方法，以达到有效清除刚玉中的杂质，净化刚玉成分，使得刚玉显色正常，提高性能的目的。 

本发明的技术方案如下： 

一种分离刚玉磨料中杂质矿物的方法，具体步骤如下：

一、首先将刚玉颗粒采用机械破碎法破碎；

二、后采用磁力分离法将破碎过程中产生的纯铁碎屑吸附与产品分离；

三、经第二步处理后得到的产品采用过量的HF或NaF或二者的混合酸液浸泡后，过滤出废液，并用清水将产品抽滤后备用；

四、将抽滤后的产品与浓硫酸以及浓硝酸混合搅拌均匀，后放入容器中，在加热器中对其加热至190-210℃，保温50-70分钟或直至酸液挥发物料硬化即可；

五、将硬化后的物料放入稀硫酸液中，将上述各步反应产生的残留物溶解、分散，后过滤分离固相液相，得到固相物即为物理刚玉。

优选的，步骤一中刚玉破碎后尺寸为小于等于60微米。 

优选的，步骤三中所采用HF或NaF或二者的混合酸液的量为其与产品中硅反应所需量的5-10倍。 

优选的，步骤四中所采用的浓硫酸为98%wt浓度酸液。 

优选的，步骤四中所需浓硫酸的量为产品重量的5-30%，所需浓硝酸的量为产品重量的2-6%。 

优选的，步骤四中酸的配入量为产品完全浸润所需量的2-10倍。 

优选的，步骤四中加热温度为195-205℃。 

优选的，步骤四中加热温度为200℃。 

优选的，步骤四中保温时间为1小时。 

优选的，步骤五中采用的稀硫酸浓度为5:95。 

本发明公开的分离刚玉磨料中杂质矿物的方法，首先将刚玉颗粒破碎后采用磁力吸附法将刚玉中的纯铁屑清除，后在HF或NaF或二者的混合酸液中破坏溶解刚玉中的玻璃相，之后经过与强酸反应溶解刚玉中的部分含钛物质，最后经稀硫酸将前几步骤的反应产物溶解分散并过滤得到基本纯净的刚玉，通过采用该分离方法有效去除了原产品中的大部分杂质矿物，提高了刚玉的纯净度，保证刚玉的显色正常，同时提高了刚玉的性能，扩展了刚玉的用途。 

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。