鎂鋁尖晶石（shí）砂是以氧化鎂和三氧化二鋁（lǚ）為原料，經高溫煆燒合成的尖晶石質耐火材料。該原料在自然界發現極（jí）少，工業用的鎂鋁尖晶石幾乎全是人工合成的。合成鎂鋁尖晶石MgOAl2O3的理論化學組成（chéng）為MgO28.3%，Al2O371.7%，熔點為2135℃，具有耐高溫，熱穩定性好，抗渣性（xìng）強，熱膨脹係數小等優點，是一種優質耐（nài）火原料。
鎂鋁尖晶（jīng）石為等軸（zhóu）晶係、立方體、八麵體所構成的八麵體晶形，無解理、熱震性好。MgAlO4同MgO和Al2O3相比，膨脹係數（shù）低，熱導率（lǜ）小，並（bìng）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（fā）生變（biàn）化，所以它與（yǔ）FeCr2O4相比，在氧化還原氣氛中十分穩定。鎂（měi）鋁尖晶石砂的人工合成方法是用工業氧化（huà）鋁或高（gāo）純度鋁礬土（tǔ）和輕燒氧化鎂為原料，按要（yào）求的配比加入，經細磨、混勻、成球、在回轉窯或豎（shù）窯中經1800℃以上高溫煆燒，或（huò）上述原料（liào）按一定（dìng）配（pèi）比，在電弧爐中的（de）2200℃左右的高溫熔融而（ér）合成電熔鎂鋁尖晶石砂。
燒結（jié）法
燒（shāo）結鎂鋁尖晶石砂（shā）比電（diàn）熔鎂鋁尖晶石砂經濟，而且在（zài）許多情（qíng）況下，能夠代替電熔鎂鋁（lǚ）尖晶石砂（shā），燒（shāo）結鎂鋁（lǚ）尖晶石的工藝有兩種：其一是根據燒結程（chéng）度，將選定Al2O3、MgO、水和結合劑（jì）磨細，並在筒磨機中混合後成型（xíng）並幹燥，再於（yú）回轉窯內強化燒結。另一種工藝（yì）是將Al2O3和MgO按所（suǒ）確定的比例（lì）共（gòng）同細磨(或者各自磨細後（hòu）再（zài）混合)，混合料幹粉成球，再於回轉窯內強化燒結。其強化燒結（jié）的（de）溫度應在1900℃以上。
在燒結尖晶（jīng）石中，有活性（xìng）MgO均勻分布在尖晶石顆粒之中，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化鋁、煉燒氧化鋁、片狀氧化鋁和電熔氧化鋁作為氧化鋁原料，而采用（yòng）碳酸鎂、氫氧化（huà）鎂和燒結氧化鎂作為氧化鎂原（yuán）料。試驗結果表明，生產燒結尖晶石最適合的原料是（shì）工業氧化鋁和（hé）燒結氧化鎂，其中，原料細磨粒度是關鍵的工藝參數。將配料共同細磨、壓球，在1750℃以上的溫度煆燒可以獲得性能優良的鎂鋁尖晶石砂。控（kòng）製合理的煆燒鎂鋁尖晶石砂的配料，可以使其主（zhǔ）晶相為細小的（de）鎂（měi）鋁尖晶石晶體，並形成巢狀網絡結構，其間有少量的方鎂石晶體。
活性尖晶（jīng）石與燒結尖（jiān）晶石不同（tóng），它是在較低溫度下(12001300℃)合成的。由於合成溫度較低，細粉狀的混合料，沒有完全（quán）轉變為尖晶石。根據X射線（xiàn）衍（yǎn）射的結果，按理論的（de）組成配料的活性尖晶石中，分別含有少量(約10%15%)的α-Al2O3和（hé）痕量(約為5%10%)的MgO。生產活性尖晶石的關鍵是輕（qīng）燒溫（wēn）度，當溫度太高時，Al2O3和MgO會完全合成尖晶石，因而細粉的表麵積和燒結性能都降低;當溫度太低（dī）時，尖晶（jīng）石的合成不（bú）足，活性Al2O3和MgO太多（duō）。活性尖晶石作（zuò）為生產耐火材料中的細粉即活性細粉，可（kě）使材料具有（yǒu）所希望（wàng）的更大密度（dù），將活性（xìng）尖晶（jīng）石（shí）經細粉碎—幹（gàn）粉（fěn）壓球—燒結的工藝生產尖晶石時，在1700℃下燒結即能獲（huò）得高密度尖晶石（shí）砂，其體積密度能達到（dào）3.4g/cm3以上。
電熔法
在生產電熔鎂鋁尖晶石時（shí），一（yī）般采用拜（bài）爾（ěr）(Bayer)法生產的Al2O3與高純MgO按（àn）尖晶石的理論（lùn）組成混合，也可以使用其他來源的（de）氧化鋁和MgO作原料，混（hún）合料（liào）中（zhōng）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（jiā），由於黏度高而使熔體難於（yú）澆注，加入鉻礦對熔體和澆注（zhù）均無副（fù）作用（yòng）。通常混合（hé）料在可傾式電爐或者漩渦（wō）熔化爐中熔化熔融混合物固化（huà）-破碎成電熔鎂鋁尖晶石原料（liào）。采用漩渦熔化爐可以熔製各種配方的電熔鎂鋁尖晶石，它是將（jiāng）選（xuǎn）定比例的混合料在該爐（lú）內加熱到高於（yú）熔化（huà）溫度150250℃(熔池內的極限溫度（dù）為2300℃)，所以可以熔煉熔點不高於（yú）21002150℃的熔（róng）體材料，電熔塊的不同位置，其（qí）結構是不同的，一般（bān）是上部和周邊的蜂窩形氣孔數量（liàng）多，其中符合理（lǐ）論組成的尖晶石（shí）熔塊的氣孔率更大，但含有過量MgO和加入Cr2O3(一般以鉻礦形式加入)的熔塊的氣孔率較低。因（yīn）此，生產電熔尖（jiān）晶石工藝的關鍵是如何獲得具有均勻結構的產（chǎn）品，同時（shí）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（kě）以提高熔融材料的（de）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（kuài）中還存在（zài）二次尖晶石。在高於更（gèng）低共熔（róng）點溫度下結晶的無雜質尖晶石稱為（wéi）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（wéi）二次尖晶石。通常，二次尖晶石在（zài）熔塊的上部（bù）結晶，而一次尖晶（jīng）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（zhì）換型熔於尖晶（jīng）石的晶格之內。通過控製出爐熔體的冷卻速度可以製得結晶（jīng）程度不同的電熔鎂鋁尖（jiān）晶石（shí）(其中有的晶體結構缺陷較高)，用結構缺陷較高（gāo）的尖晶石（shí）生產鎂鋁尖晶石製品時可保證在燒成時（shí）具（jù）有所（suǒ）要求的燒結（jié）活性。電熔鎂鋁尖晶石的一個重要特（tè）征是在發育很（hěn）大的結晶中，觀（guān）察到呈帶狀解理，並沿該解（jiě）理麵析出了活性的MgO。
以鎂鋁尖（jiān）晶石為（wéi）主體原料的尖晶石耐火材料，如：方鎂石尖晶石磚、尖晶（jīng）石方鎂（měi）石磚、尖晶石磚等已應用在（zài）鋼鐵、水泥、玻璃等工業部門，並不斷開發新的領域。
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