鎂鋁尖晶石砂是以氧化鎂和三氧化二鋁為原料，經高溫煆燒合成的尖晶石質耐火（huǒ）材料。該原料在自然界（jiè）發現極少，工業用的鎂鋁尖晶（jīng）石幾乎全是（shì）人工合成（chéng）的。合成鎂鋁尖晶（jīng）石MgOAl2O3的理論化學組成為MgO28.3%，Al2O371.7%，熔點為2135℃，具有耐（nài）高溫，熱穩定性好，抗渣性強（qiáng），熱膨脹係數小等優點，是一種優質耐火原料。

鎂（měi）鋁尖晶石為（wéi）等（děng）軸晶係、立方體、八麵體所構成（chéng）的八麵體晶形，無解理、熱震性好。MgAlO4同MgO和Al2O3相比，膨脹係數低（dī），熱導率小，並隨溫度上升而下降。另外，由於MgAlO4生（shēng）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定。鎂鋁尖晶石砂的人工合成方法是用工業氧（yǎng）化（huà）鋁或高純度鋁礬土和輕燒氧化（huà）鎂為原料，按要求的配比加入（rù），經細磨、混勻、成球、在回轉窯或（huò）豎窯中經（jīng）1800℃以上高溫煆燒（shāo），或上述原料按（àn）一（yī）定配比，在電弧爐中的2200℃左右的高溫熔融（róng）而合成電熔鎂鋁尖（jiān）晶石砂。

燒（shāo）結法

燒結（jié）鎂鋁尖晶石砂比電熔鎂鋁尖晶（jīng）石砂經濟，而且在許多情況下，能夠代替（tì）電熔鎂鋁尖（jiān）晶石砂，燒結鎂鋁尖（jiān）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（hé）結合劑磨細（xì），並在筒磨機中混合後（hòu）成型並幹燥（zào），再於回轉窯內強化燒結。另一種工藝是將Al2O3和MgO按所確定的比例共同細磨（mó）(或者各自（zì）磨細（xì）後再混合)，混合料幹粉成球，再於回（huí）轉（zhuǎn）窯內（nèi）強化燒結。其強化燒（shāo）結的溫度應在1900℃以上。

在燒結尖晶（jīng）石中，有活性MgO均勻分布在尖晶石顆粒之中，但在顆中觀察到了很（hěn）多的微孔，在微孔中析出了矽酸鹽，燒結（jié）尖晶石可采用氫氧化鋁（lǚ）、煉燒氧化（huà）鋁、片狀氧（yǎng）化鋁和電（diàn）熔氧（yǎng）化鋁作為氧化鋁原料，而采用碳酸鎂、氫氧化鎂和燒結氧化鎂作為（wéi）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（shì）工業氧化鋁和燒結氧化（huà）鎂（měi），其中，原料細磨粒（lì）度是關鍵的（de）工藝參數。將配料共同細磨（mó）、壓球，在1750℃以上的（de）溫度煆燒（shāo）可以獲得性能優良的鎂鋁尖晶石砂。控製合理的煆燒鎂鋁尖（jiān）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（luò）結構，其間有少量（liàng）的方鎂石晶體。

電熔法

在生產（chǎn）電（diàn）熔鎂鋁尖晶（jīng）石時，一（yī）般采用拜爾(Bayer)法生產的Al2O3與高純MgO按尖晶石（shí）的理論組成混合，也可以使（shǐ）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35%50%之內選（xuǎn）定。因為混合料中（zhōng）MgO含量過高（gāo）或（huò）偏低都會使熔化（huà）不佳，由於（yú）黏度高而（ér）使熔體難於澆注，加入鉻礦對熔體和澆（jiāo）注均無副作用。通常混合料在可傾式電爐或者漩渦（wō）熔化爐中熔（róng）化熔融混合物固化-破（pò）碎成電熔鎂鋁尖晶石（shí）原料。采用漩渦熔化爐可以熔製各種（zhǒng）配方的電熔（róng）鎂（měi）鋁尖晶石，它（tā）是將選定比（bǐ）例的混合料（liào）在該爐內加熱到（dào）高於熔化（huà）溫（wēn）度150250℃(熔池內的極限溫度為（wéi）2300℃)，所以可以熔煉熔點不（bú）高於21002150℃的（de）熔體材料，電（diàn）熔（róng）塊（kuài）的不同位置，其結構是不同的，一般是上部和周邊的蜂窩形氣孔數量（liàng）多，其中符合理論組（zǔ）成的尖（jiān）晶石熔塊的氣孔率更大，但含有（yǒu）過量MgO和加入Cr2O3(一（yī）般以鉻礦（kuàng）形式加入)的熔塊的（de）氣孔率較（jiào）低。因此，生產電熔尖晶石工藝的關鍵是如何獲得（dé）具（jù）有均勻結（jié）構的產品，同時適當（dāng）地排除氣孔以減少產品的氣孔率偏析（xī）。

此外，加（jiā）入Cr2O3的（de）另（lìng）一個優（yōu）點是可以提高熔融（róng）材料（liào）的耐火（huǒ）度。符合理論組成的混合料熔體澆注（zhù）到（dào）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（bō）璃狀物質。結晶塊中還存在二次尖晶石。在高於更低共（gòng）熔點溫度下結晶的無雜（zá）質尖晶石稱為一次尖晶石（shí）;在低於更低共（gòng）熔點溫（wēn）度下結晶的尖晶石(有方鎂石夾雜)固熔體稱為二次尖晶石。通常，二次尖晶（jīng）石在熔塊的上部結晶（jīng），而一次尖晶石則主要在熔塊下部結（jié）晶。有（yǒu）Cr2O3時則（zé）發現晶格（gé）明顯畸變，說明Cr2O3按置換型（xíng）熔於尖晶（jīng）石的晶格之內。通過控（kòng）製出爐熔體的（de）冷卻速度可以製得結晶程度不（bú）同的電熔鎂鋁尖（jiān）晶石(其中有的晶體結構缺陷（xiàn）較高)，用結構缺陷較高的尖（jiān）晶石生產鎂鋁尖晶石製品時（shí）可保證在燒成（chéng）時具有所要求的燒結活（huó）性。電熔鎂（měi）鋁尖晶石的（de）一個重要（yào）特征（zhēng）是在發育很大的結晶中（zhōng），觀察到呈帶狀解理，並沿該解理（lǐ）麵析出了活性的MgO。

以鎂鋁（lǚ）尖晶石為主體原料的（de）尖（jiān）晶石耐火材料（liào），如：方鎂石尖晶石磚、尖晶石方（fāng）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（yù）。

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