[发明专利]一种高纯刚玉的制备工艺

说明书

一种高纯刚玉的制备工艺，属于刚玉生产工艺及装置领域。其特征在于包括如下步骤：将一水氧化铝微粉加入盐酸和水的混合溶液中；在所得悬浮液中加入氧化锰后得到湿凝胶；所得湿凝胶在100‑180℃的条件下干燥12‑24小时，得到干凝胶，将干凝胶粉碎，筛选出50‑70目的颗粒；将所得干凝胶颗粒和复合功能助剂在混料机中混合，而后投入电弧炉中升温煅烧，得到γ‑氧化铝；所得γ‑氧化铝在电弧炉中经过1500‑1550℃煅烧，得到高纯刚玉制品。本发明通过合理的工艺设计，生产高纯高质刚玉产品；混料机能够精确控制刚玉生产的混料环节，实现称量过程不间断；本发明将刚玉生产中电弧炉产生的废气进行有效处理，防止废气产生的环境污染。

技术领域

本发明属于刚玉生产工艺及装置领域，具体涉及一种高纯刚玉的制备工艺。

背景技术

刚玉是一种由氧化铝(Al₂O₃)的结晶形成的宝石。纯净的刚玉是无色的，当含有不同的微量元素时而呈现不同颜色。刚玉的莫氏硬度为9，是迄今为止自然界中所发现的、硬度仅次于钻石的第二号高硬度物质。刚玉作为磨料的一种，在磨料磨具中被广泛应用。刚玉的纯度越高，其各项性能指标越优异，如何合理设计生产工艺，提升刚玉的纯度是业内急需解决的技术问题。

刚玉的生产环节中涉及多套设备，其中在进行高温定型前的混料尤为重要，做为刚玉生产的第一个重要环节，混料环节的精确称量是生产高品质刚玉的先决条件。现行刚玉生产中的混料机比较简陋，效率相对低下，首先将各种物料按比例投入混料机，混料完成后再从混料机中取出混料之后的物料进入下一步生产环节，费时费力。为了解决既可以满足精确控制混料环节又不影响生产效率的实际技术问题，发明人全新设计了自动称量物料的混料机，代替传统的简单混料设备。

此外，煅烧环节所用的电弧炉作为刚玉生产的重要生产设备，广泛的应用在行业中，电弧炉是利用电极电弧产生高温对炉内物料进行熔炼的设备。电弧炉在熔炼过程中会产生废气会环境造成威胁，就目前国家对环境保护的日益重视，该如何处理生产过程中产生的废气成为行业内急需解决的技术问题，发明人结合实际生产经验和技术积累，设计出附高纯刚玉的制备工艺，从而解决这一技术难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种高纯刚玉的制备工艺，能够通过合理的工艺设计，生产高纯高质的刚玉产品；本发明解决的第二个技术问题是通过混料机能够精确控制刚玉生产的混料环节，实现投料、称量、混料和放料过程不间断进行；本发明解决的第三个技术问题是可以将刚玉生产中电弧炉产生的废气进行有效处理，防止废气产生的环境污染。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：提供一种高纯刚玉的制备工艺，其特征在于包括如下步骤：

(1)将一水氧化铝微粉加入盐酸和水的混合溶液中，一水氧化铝：盐酸：水的摩尔比是1：10：60，搅拌10小时后得到悬浮液；

(2)在所得悬浮液中加入氧化锰，悬浮液中的一水氧化铝和氧化锰的摩尔比为1：100，搅拌6-8小时后得到湿凝胶；

(3)所得湿凝胶在100-180℃的条件下干燥12-24小时，得到干凝胶，将干凝胶粉碎，筛选出50-70目的颗粒；

(4)将所得干凝胶颗粒和复合功能助剂在混料机中混合，而后投入电弧炉中在600-800℃逐步升温煅烧，得到γ-氧化铝；

(5)所得γ-氧化铝在电弧炉中经过1500-1550℃煅烧1.5-3小时，得到高纯刚玉制品。

优选的，所述步骤(4)中的复合功能助剂包括助熔剂和烧结助剂，所述助熔剂和烧结助剂的添加量按照质量分数，分别占干凝胶颗粒质量的0.2±0.05％和0.5±0.05％。

优选的，所述混料机包括机壳，所述机壳的上部设置进料口，机壳的下部设置出料口，机壳的中部设置混料空间；