鎂鋁尖晶石砂是以（yǐ）氧化鎂和三氧化二（èr）鋁為原料（liào），經高溫煆燒合成的尖晶石質耐火材（cái）料。該原（yuán）料在自然界發現極少，工業用的鎂（měi）鋁尖晶石幾乎全是人工合成的。合成鎂鋁尖（jiān）晶石MgOAl2O3的理論化學組成為MgO28.3%，Al2O371.7%，熔點為2135℃，具有耐高溫（wēn），熱穩定性好（hǎo），抗渣性強，熱膨脹係數小等優點（diǎn），是一種優質耐火原料。

鎂鋁尖晶石為等軸晶係、立方體、八麵體所構成的八（bā）麵體（tǐ）晶形，無（wú）解理、熱震性好。MgAlO4同MgO和Al2O3相比，膨脹係（xì）數低，熱導率小，並隨溫度上升而下降。另外，由於MgAlO4生成中的MgO和（hé）Al2O3在氣氛（fēn）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定（dìng）。鎂鋁尖晶石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（qīng）燒氧化鎂為原料，按要求的配（pèi）比加入，經細（xì）磨、混勻、成球、在回轉窯或豎（shù）窯中經（jīng）1800℃以上高溫（wēn）煆燒，或上述（shù）原料（liào）按一定配（pèi）比，在電弧爐中的2200℃左右的高溫熔融而合成電熔鎂鋁尖晶石（shí）砂。

燒結（jié）法

燒結（jié）鎂鋁尖晶石砂比電熔鎂鋁尖（jiān）晶石（shí）砂經（jīng）濟，而且在許多情況下，能夠代替電熔鎂鋁尖晶石砂，燒結鎂鋁尖晶石的工藝有兩（liǎng）種：其一是（shì）根據（jù）燒結程度（dù），將選（xuǎn）定Al2O3、MgO、水和結合劑磨細，並在筒磨機中（zhōng）混（hún）合後成型並幹燥，再於回轉窯內強化（huà）燒結。另一種工藝是（shì）將Al2O3和MgO按所確定的比例共同細磨(或者各自磨細後再混合)，混合料（liào）幹粉成球，再於回轉窯內強化燒結。其強化燒（shāo）結的溫度應在1900℃以上。

在燒結（jié）尖晶石中，有活性（xìng）MgO均勻（yún）分布在尖晶石顆粒之中（zhōng），但在顆中觀察到了很多的微孔，在微孔中析出了矽酸鹽，燒結尖晶石可采用氫氧（yǎng）化鋁、煉燒氧（yǎng）化鋁、片（piàn）狀氧化（huà）鋁和電熔氧化鋁作為（wéi）氧化（huà）鋁原料，而采用碳酸鎂、氫氧化鎂和燒結氧化鎂作（zuò）為氧化鎂原料。試驗結果表明，生產燒結尖晶石最適（shì）合的原料是工業氧化鋁和燒結氧化鎂，其（qí）中，原料細（xì）磨粒度是關鍵的工藝（yì）參數（shù）。將（jiāng）配料共同細磨、壓球（qiú），在1750℃以上的溫（wēn）度煆燒可以獲得性能優良的（de）鎂鋁尖晶（jīng）石砂。控製合理的煆燒鎂鋁尖晶石砂的配料，可以使其（qí）主晶相為細小的鎂鋁尖晶石晶體，並形成巢狀網絡結構，其（qí）間有少量的方鎂石晶體。

電熔法

在（zài）生產電熔鎂（měi）鋁尖晶石時，一般采（cǎi）用拜爾(Bayer)法生產的Al2O3與（yǔ）高純MgO按尖晶石的理論組成混合，也可以使用其他來源的氧化鋁和MgO作原料，混合料中MgO含量可（kě）以在35%50%之內選定。因為混合料中MgO含量（liàng）過高（gāo）或偏低都會使熔化不佳，由於黏度高而使熔體難於澆注，加入鉻礦對熔體（tǐ）和澆注均無副作（zuò）用（yòng）。通常混合（hé）料在可傾式（shì）電爐或（huò）者漩渦熔化爐中熔化熔融混（hún）合物固化-破碎成電熔鎂鋁尖晶石原料。采用漩渦熔化爐可以熔製各種配方的電熔鎂（měi）鋁尖晶石（shí），它（tā）是將選定（dìng）比例的（de）混合（hé）料在該爐內加熱到高於熔化溫度150250℃(熔池內（nèi）的極限溫度為2300℃)，所以可以（yǐ）熔煉熔點不高於21002150℃的（de）熔（róng）體材料，電（diàn）熔塊的不同位置，其結構（gòu）是不同的（de），一般是上部和周邊的蜂窩形氣孔數量多，其（qí）中符合理論組成的尖晶石熔（róng）塊的氣孔率更大，但含有過量MgO和加入Cr2O3(一般以（yǐ）鉻礦形式加入)的熔塊的氣（qì）孔率較低。因此，生產電熔尖晶石工藝的關鍵是如何獲得具有均勻（yún）結構的產品，同時適當（dāng）地排除氣孔以減少產品的氣孔率偏（piān）析。

此外，加入（rù）Cr2O3的另一個優點是（shì）可以提高熔融（róng）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，結晶成塊後形成（chéng）尖晶石，尖晶石含量在80%95%以上，其餘為矽酸鹽和玻璃狀物質。結晶塊中還存在二次尖晶石。在（zài）高於更（gèng）低共熔點溫度下（xià）結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（dù）下結晶的尖晶石(有（yǒu）方鎂石（shí）夾雜)固（gù）熔體稱為二次尖晶石。通常，二次尖晶石在熔塊的上部結晶，而一次尖晶石則主（zhǔ）要（yào）在熔塊下部結晶。有Cr2O3時則（zé）發現晶格明顯畸變（biàn），說明Cr2O3按置換型熔於尖（jiān）晶石的晶格之內（nèi）。通過控製出爐熔體（tǐ）的冷卻速度可以製得結（jié）晶程度不同的電熔鎂鋁尖晶石(其（qí）中有的晶體結構缺陷較高)，用（yòng）結構缺陷較高的尖晶石生產鎂鋁尖晶（jīng）石（shí）製品時可保（bǎo）證在燒成時具有所要求的燒結活性。電熔鎂鋁尖晶石的一（yī）個重要特征是在發育很大的結晶（jīng）中，觀（guān）察到（dào）呈帶狀解理，並沿該解理麵析出了活性的MgO。

以鎂鋁尖晶石為主體原料的尖晶石耐火（huǒ）材料，如：方鎂石尖晶石磚（zhuān）、尖晶石方鎂石磚、尖（jiān）晶石磚等已應用在鋼鐵、水泥、玻璃等工（gōng）業部門（mén），並不斷開發新的（de）領域。

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