本发明属于刚玉粉末技术领域。具体涉及一种高纯刚玉粉末及其制备方法。
背景技术
生产刚玉主要有两种方法：一种是直接法，即直接用天然铝土矿电熔或烧结成棕刚玉、矾土刚玉、亚白刚玉等；另一种是间接法，即先用铝土矿生产工业氧化铝，再电熔或烧结氧化铝生产为白刚玉、致密刚玉、板状刚玉、烧结刚玉等。因此，铝土矿是生产刚玉的重要原料。
铝土矿中的杂质有sio2、tio2、fe2o3、cao、mgo、k2o和na2o等。显然直接法生产的刚玉中杂质总量较高，间接法生产的刚玉中na2o含量较高。工业生产制备出的刚玉原料为块状晶体，其结晶比较完整。
刚玉的生产工艺为除杂质和提纯，可以从铝土矿开始，经磁选、浮选和跳态选等方法选矿，再加入除杂剂后进行热处理、冷处理和提纯；也可以从铝土矿开始，通过破碎、研磨、酸洗、碱洗、水洗、溶解杂质和过滤除杂质的方法提纯。这些方法加入的除杂剂本身也是一种杂质，需要在除杂质过程中一起除去。由于刚玉很难溶解，因此镶嵌在晶格中的杂质无法去除。
上述方法问题在于：1、溶解杂质时间长；2、加入酸、碱等溶液引入新的杂质需要二次除去；3、无法去除镶入晶格中的杂质。
技术实现要素：
本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种生产周期短、成本低、避免新杂质引入和除杂效果好的高纯刚玉粉末制备方法，用该方法制备的刚玉粉末的纯度高。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案的步骤是：
步骤一、将刚玉块料破碎至粒径<50mm，筛分分级，得到粒径<30mm的细碎料和粒径≥30mm且<50mm的刚玉块球。
步骤二、将所述细碎料破碎至粒径<8mm，筛分分级，得到粒径<0.09mm的一次细粉和粒径≥0.09mm且<8mm的颗粒料ⅰ。
步骤三、将所述颗粒料ⅰ进行磁选除铁，再将除铁后的颗粒料ⅰ破碎至粒径<3mm，筛分分级，得到粒径<0.09mm的二次细粉和粒径≥0.09mm且<3mm的颗粒料ⅱ。
步骤四、将所述颗粒料ⅱ进行磁选除铁，再将除铁后的颗粒料ⅱ破碎至粒径<1mm，分级，得到<0.09mm三次细粉和粒径≥0.09mm且<1mm的颗粒料ⅲ。
步骤二～步骤四依次得到的所述一次细粉、所述二次细粉、所述三次细粉作为次级原料使用。
步骤五、将所述颗粒料ⅲ进行磁选除铁，再将所述刚玉块球进行磁选除铁；然后将除铁后的颗粒料ⅲ置入球磨机中，将磁选除铁后的刚玉块球作为球磨介质，球磨至粒径<0.09mm，得到刚玉细粉。
步骤六、将所述刚玉细粉用纯水进行水力分级，除去粒径<0.04mm的细粉，得到粒径≥0.04mm且<0.09mm的一次纯化细粉。
步骤七、将所述一次纯化细粉置入研磨机，用所述磁选除铁后的刚玉块球作为研磨介质，研磨，纯水水洗，得到高纯刚玉粉末。
所述刚玉为烧结刚玉、白刚玉、板刚玉、亚白刚玉、矾土刚玉和棕刚玉中的一种。
所述破碎为鄂式破碎、对辊破碎、碾压破碎中的一种。
步骤四中所述分级为筛分、水力分级和风力分级中的一种
所述纯水为电导率低于10μs/cm的水。
由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有如下积极效果：
1、本发明通过实验发现同批刚玉块料破碎和研磨后，杂质有向细粉中集中的特点，直接去除杂质含量较高的细粉，能去除镶入晶格中的杂质，除杂效果好，所制备的高纯刚玉粉末的纯度大于99.8％。
2、本发明利用同质刚玉块球作为研磨介质，不会引进新的杂质，避免了因新杂质的引入而二次除杂，保证了除杂效果。
3、本发明不使用酸、碱溶解杂质，故无需溶解的时间和能源消耗，成本低和生产周期短。
因此，本发明具有生产周期短、成本低、避免新杂质的引入和除杂效果好的特点，所制备的刚玉粉末纯度高。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步描述，并非对其保护范围的限制。
本具体实施方式：所述纯水为电导率低于10μs/cm的水。实施例中不再赘述。
实施例1
一种高纯刚玉粉末及其制备方法。本实施例采用的技术方案的步骤是：
步骤一、将刚玉块料破碎至粒径<50mm，筛分分级，得到粒径<30mm的细碎料和粒径≥30mm且<50mm的刚玉块球。
步骤二、将所述细碎料破碎至粒径<8mm，筛分分级，得到粒径<0.09mm的一次细粉和粒径≥0.09mm且<8mm的颗粒料ⅰ。
步骤三、将所述颗粒料ⅰ进行磁选除铁，再将除铁后的颗粒料ⅰ破碎至粒径<3mm，筛分分级，得到粒径<0.09mm的二次细粉和粒径≥0.09mm且<3mm的颗粒料ⅱ。
步骤四、将所述颗粒料ⅱ进行磁选除铁，再将除铁后的颗粒料ⅱ破碎至粒径<1mm，分级，得到<0.09mm三次细粉和粒径≥0.09mm且<1mm的颗粒料ⅲ。
步骤二～步骤四依次得到的所述一次细粉、所述二次细粉、所述三次细粉作为次级原料使用。
步骤五、将所述颗粒料ⅲ进行磁选除铁，再将所述刚玉块球进行磁选除铁；然后将除铁后的颗粒料ⅲ置入球磨机中，将磁选除铁后的刚玉块球作为球磨介质，球磨至粒径<0.09mm，得到刚玉细粉。
步骤六、将所述刚玉细粉用纯水进行水力分级，除去粒径<0.04mm的细粉，得到粒径≥0.04mm且<0.09mm的一次纯化细粉。
步骤七、将所述一次纯化细粉置入研磨机，用所述磁选除铁后的刚玉块球作为研磨介质，研磨，纯水水洗，得到高纯刚玉粉末。
本实施例中：
所述刚玉为烧结刚玉；
所述破碎为鄂式破碎；
步骤四中所述分级为筛分。
实施例2
一种高纯刚玉粉末及其制备方法。除下述情形外，其余同实施例1：
所述刚玉为白刚玉；
所述破碎为对辊破碎；
步骤四中所述分级为水力分级。
实施例3
一种高纯刚玉粉末及其制备方法。除下述情形外，其余同实施例1：
所述刚玉为板刚玉、亚白刚玉、矾土刚玉和棕刚玉中的一种；
所述破碎为碾压破碎；
步骤四中所述分级为风力分级。
本具体实施方式与现有技术相比，具有如下积极效果：
1、本具体实施方式通过实验发现同批刚玉块料破碎和研磨后，杂质有向细粉中集中的特点，直接去除杂质含量较高的细粉，能去除镶入晶格中的杂质，除杂效果好，所制备的高纯刚玉粉末的纯度大于99.8％。
2、本具体实施方式利用同质刚玉块球作为研磨介质，不会引进新的杂质，避免了因新杂质的引入而二次除杂，保证了除杂效果。
3、本具体实施方式不使用酸、碱溶解杂质，故无需溶解的时间和能源消耗，成本低和生产周期短。
因此，本具体实施方式具有生产周期短、成本低、避免新杂质的引入和除杂效果好的特点，所制备的刚玉粉末纯度高。