鎂鋁尖晶石砂是（shì）以氧化鎂和（hé）三氧化（huà）二鋁（lǚ）為原料，經（jīng）高溫煆燒合成的尖晶石質耐火材（cái）料。該原料在自然界發現極少，工業用的鎂鋁尖晶石幾乎全是人工合（hé）成的。合成鎂鋁尖晶石MgOAl2O3的理論（lùn）化學組成（chéng）為MgO28.3%，Al2O371.7%，熔（róng）點為2135℃，具有（yǒu）耐高溫，熱穩定（dìng）性好，抗渣性強，熱膨脹係數小等優點，是一種優質耐火原料。

鎂鋁尖晶石為等軸晶係、立方體、八麵（miàn）體所構成的八麵體晶（jīng）形，無解理、熱震性好。MgAlO4同MgO和Al2O3相比，膨脹係數低（dī），熱導率小，並隨溫度上升而（ér）下降。另外，由於MgAlO4生成中的MgO和Al2O3在氣氛變化時不發生變化，所以它與FeCr2O4相比，在氧化還原氣氛中十分穩（wěn）定。鎂鋁尖晶石（shí）砂的人工合成方法是用工（gōng）業氧化鋁或高純度鋁礬土和輕燒氧（yǎng）化鎂為（wéi）原料，按要求（qiú）的配比加入，經細磨、混勻、成球、在回轉窯或豎窯中經1800℃以（yǐ）上高（gāo）溫煆（duàn）燒，或上述原（yuán）料按一定（dìng）配比，在電弧爐中的2200℃左右的高溫熔融而合成（chéng）電熔鎂鋁尖晶石砂。

燒結法

燒結鎂鋁尖晶石砂比電熔鎂鋁尖晶石砂經濟，而且在許多情（qíng）況下，能夠代（dài）替電熔鎂鋁尖晶石砂（shā），燒結（jié）鎂鋁尖晶石的工藝有兩種：其一是（shì）根據燒結程（chéng）度，將選定Al2O3、MgO、水和結合劑磨細，並在筒磨機中混合後成型（xíng）並幹燥，再於（yú）回轉窯內強（qiáng）化燒結。另一種工藝是將Al2O3和MgO按所確定的比例共同細磨(或者各自磨（mó）細後再混合)，混合料（liào）幹粉（fěn）成球，再於回轉窯內強（qiáng）化燒結。其強化燒（shāo）結的溫度應在1900℃以上。

在燒結尖晶石中，有活性MgO均（jun1）勻分布在尖晶石顆粒之中，但在顆（kē）中觀（guān）察到了很多的微孔，在微（wēi）孔中析出了矽酸鹽，燒結尖晶石可采用氫氧化（huà）鋁、煉燒氧化鋁、片狀氧化鋁和電（diàn）熔氧化鋁作為氧化鋁原（yuán）料，而采用碳酸鎂、氫氧化鎂和（hé）燒（shāo）結氧化鎂（měi）作為氧化鎂原料。試驗結果表明，生產燒結尖晶石最適合的原料是工業氧化鋁（lǚ）和燒結氧化鎂，其中，原料細磨粒度（dù）是關鍵的工藝參數。將配料共同細磨、壓球，在1750℃以上的溫度煆燒可以獲得（dé）性能優良的鎂鋁尖晶（jīng）石（shí）砂（shā）。控製（zhì）合理的煆燒鎂鋁尖晶石砂的配料，可以使其（qí）主晶相為細（xì）小的鎂鋁尖晶（jīng）石晶體（tǐ），並形成巢狀網絡結（jié）構，其間有少量的方鎂石晶體。

電熔法

在生產電熔鎂鋁尖晶石時，一般采用拜爾(Bayer)法生產的Al2O3與高純MgO按尖晶石的理論組成混合，也可以使用其他來（lái）源的氧化鋁和MgO作原料，混合料中MgO含量可以在（zài）35%50%之內選定。因為混合料中（zhōng）MgO含量過高或偏低都會使熔化不佳，由於黏度（dù）高（gāo）而使熔體難於（yú）澆注，加入鉻礦（kuàng）對熔體和澆注均無副作用。通常混合料在可傾式電爐（lú）或者漩渦熔化爐中熔化熔融混合（hé）物固化-破碎（suì）成電熔鎂鋁尖晶石原料。采用（yòng）漩渦熔化爐可以熔製各種配（pèi）方的（de）電熔鎂鋁尖晶石，它是將選定比例的（de）混合料在該爐（lú）內加熱到高於熔（róng）化溫度150250℃(熔池內的極限溫度為2300℃)，所以（yǐ）可以熔煉熔點不高於21002150℃的熔體材（cái）料，電熔塊的不同位置（zhì），其結構是（shì）不同的，一般是上部和周（zhōu）邊的蜂窩形（xíng）氣孔數量多，其中（zhōng）符（fú）合理論組成（chéng）的尖晶石熔塊的氣孔率更大，但（dàn）含（hán）有過量MgO和加（jiā）入Cr2O3(一（yī）般以鉻礦形式加入)的熔（róng）塊的氣孔率較低。因此，生產電（diàn）熔（róng）尖（jiān）晶（jīng）石工藝的關鍵是如何獲得具有均勻結構的產品，同（tóng）時適當地排除氣孔以減少產品的氣孔率偏析。

此外，加入Cr2O3的另一個優點是可以提高熔融材料的耐火度。符合理論組成的混合料熔體澆注到金屬膜內，結晶（jīng）成塊（kuài）後形成（chéng）尖晶石，尖晶石含量在80%95%以上，其餘（yú）為矽酸（suān）鹽和玻璃狀物質。結晶塊中還存在二（èr）次尖（jiān）晶（jīng）石。在高於更低共熔點溫（wēn）度下結（jié）晶的無雜質尖晶石稱為一次尖晶石;在低於更低共熔點溫度下結晶的尖（jiān）晶石(有方鎂石夾雜)固熔體稱為二次尖晶石。通（tōng）常，二次尖晶石在熔（róng）塊的上部結晶，而一（yī）次尖（jiān）晶石則主要在熔塊下部結晶。有Cr2O3時則發現晶格明顯畸變，說明Cr2O3按置換型熔於尖晶石的晶格（gé）之內。通過控製出爐熔體的冷卻速度可以製得結晶（jīng）程（chéng）度不同的電熔鎂鋁尖（jiān）晶石(其中有的晶體結構（gòu）缺陷較高（gāo）)，用結構缺（quē）陷較高的尖晶石生產鎂鋁尖晶石製品時可（kě）保證在燒成時具（jù）有所（suǒ）要（yào）求的燒結活性。電熔鎂鋁尖晶石的一個重要特征是在發育很大的結晶（jīng）中，觀察到呈帶狀解理，並沿該解理麵析（xī）出了活性的MgO。

以鎂鋁尖晶石為主體原料的尖晶石耐火材料，如：方鎂石尖晶石磚、尖晶石方鎂石磚、尖晶石磚等已應用在鋼鐵、水泥、玻璃等工業部門，並不斷開發新的領域。

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