生产棕刚玉的主要原料为矾土、碳素材料和铁屑。本文我们介绍最主要的生产原料:矾土。
矾土是矿石,不是土,又称铝矾土喷砂磨料或者铝土矿,因其含有丰富的铝元素。矾土也是炼铝、制造耐火材料及矾土水泥的重要原料。我国有丰富的矾土资源,主要产地有贵州清镇、巩义、山东淄博、山西阳泉、广西苹果等。
矾土按其起源可分为残余岩和沉积岩。残余岩是在地形平坦、气候炎热、并且在雨季和旱季交替条件下风化铝代硅酸盐形成的。其结果,铝代硅酸盐岩出现分解并析出硅酸,同时形成并离集氢氧化铝和氢氧化铁。形成残余岩的地方一般在热带和亚热带。沉积岩矾土是在靠近海洋、湖泊和河谷区域内由河流或地下水携带来的铝、铁、钛和其它元素化合物的悬浮液或胶体溶液所形成的。
矾土按其所含杂质又可分为硅矾土和铁矾土。硅矾土含Fe2O3<3%,铁矾土分低铁型(含Fe2O3~6%)、中铁型(含Fe2O3~15%)和高铁型(含Fe2O3>15%)。国内的硅矾土矿多见于贵州,广西等地,铁矾土矿多见于、山东、山西等地。
矾土的岩相成分主要是一水铝石(Al2O3·H2O)和三水铝石(Al2O3·3H2O)。一水铝石又分一水硬铝石(又称α-AlO(OH))与一水软铝石(又称β-AlO(OH))。一水铝石的化学组成为Al2O385%,H2O15%,三水铝石的化学组成为Al2O365%,H2O35%,国产的矾土主要是一水硬铝石,而三水型矾土主要产于国外。
矾土的主要化学成分是Al2O3、Fe2O3、SiO2、TiO2及H2O,此外还含有少量的CaO、MgO、K2O、Na2O、S、ZrO2、MnO2等。矾土中各种化合物是微粒状结合在一起的,不能靠目测来识别各种氧化物,也很难用选矿法使各种氧化物分离。
矾土因化学成分不同和胶结物质不同,其颜色变化较大,主要是灰色、黄褐色及褐色。例如广西苹果矿层为深灰色,、山西矿为灰色,贵州矾土矿为白色、浅灰色,山东田庄矾土矿为灰绿石。总之,矾土颜色主要取决于矿床所处的氧化还原条件、铁的含量及其状态。
矾土矿的品位是按其氧化铝含量划分的。有经验的人可根据矾土的外观特征来粗略地判定矾土的质量。一般,颜色浅、色质纯,断口有豆状结构,结构细而致密的矾土较好。