鎂（měi）鋁（lǚ）尖晶石砂是（shì）以氧化鎂和三氧化二鋁為原料，經高溫（wēn）煆燒（shāo）合成的（de）尖晶石質（zhì）耐（nài）火材料。該原料在自然界（jiè）發現極少，工業用的（de）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（xué）組成為MgO28.3%，Al2O371.7%，熔點為2135℃，具有耐高溫，熱穩定性好，抗渣性強，熱膨脹係數小等優點，是一種優質耐火原料。

鎂（měi）鋁尖晶石（shí）為（wéi）等軸晶係、立方體、八麵體所構成的八麵體晶形，無解（jiě）理、熱震性好。MgAlO4同MgO和（hé）Al2O3相比，膨脹係數低，熱導率（lǜ）小，並隨溫度上升而下降。另外，由於（yú）MgAlO4生成中的（de）MgO和Al2O3在氣氛變化時不發生變化，所以它與FeCr2O4相比，在氧化（huà）還原氣氛中十分穩定。鎂鋁尖晶石砂的人工合成方法是（shì）用工業氧化鋁或高純度鋁礬土和輕（qīng）燒氧化鎂為（wéi）原料，按要求（qiú）的配比加入，經細磨、混勻、成球、在回轉窯或（huò）豎窯中經1800℃以上高溫煆燒，或上述（shù）原料按一定配比，在電弧爐中的2200℃左右的高溫熔（róng）融而（ér）合成電熔鎂鋁尖晶石砂。

燒結法

燒結鎂（měi）鋁尖晶石砂比電熔鎂鋁尖晶石砂經濟，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種：其一是根據（jù）燒結程度，將選定Al2O3、MgO、水和結合劑磨細，並在筒磨機中（zhōng）混合後成型並幹燥，再於回（huí）轉窯內強（qiáng）化燒結。另一種工藝是將Al2O3和MgO按所確（què）定的比（bǐ）例共同細磨(或者各自磨細後再混合（hé）)，混合料幹粉成球，再於回轉窯內強化燒結。其強化燒結的溫度應在1900℃以上。

在燒結（jié）尖（jiān）晶石中，有活性MgO均勻分布在尖晶石顆粒之中，但在顆中觀（guān）察到了很多的微孔，在微孔中析出了矽（guī）酸鹽，燒結尖晶石可采用氫氧化鋁、煉燒氧化鋁、片狀（zhuàng）氧化鋁和（hé）電熔氧化鋁作（zuò）為氧化（huà）鋁原料，而采用碳酸鎂、氫氧（yǎng）化（huà）鎂和燒結氧化鎂作為氧化鎂原料。試驗結果表明，生產燒結尖晶石（shí）最適合的原料是工業氧化鋁和燒結氧化（huà）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（jiān）晶石砂。控製合理的煆燒鎂鋁尖晶石砂的（de）配料，可以使其主晶相為細小的鎂鋁尖晶（jīng）石晶體，並形成巢（cháo）狀網絡結構，其間有少（shǎo）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（shēng）產的Al2O3與高純MgO按尖晶石的理論（lùn）組成混合，也（yě）可以使用其他來源的氧（yǎng）化鋁和MgO作原料，混合料中（zhōng）MgO含（hán）量可以在35%50%之內選定。因為混合料（liào）中MgO含量過高或偏低都會使熔化不佳，由於黏度（dù）高而使熔體難於澆注，加入鉻礦對熔體和澆（jiāo）注均無副作用。通常（cháng）混合料在可傾式電爐或（huò）者漩渦熔化爐中熔化熔融混合物固化-破碎成（chéng）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鋁（lǚ）尖（jiān）晶石，它是將選定（dìng）比例的（de）混合料在該（gāi）爐內加熱到高於熔化溫度150250℃(熔池內的極限溫度為2300℃)，所以可以熔煉熔點不高於21002150℃的熔體材料，電熔塊的不同位（wèi）置，其結構是不同的，一般是上部和周邊的蜂窩形氣孔數量多，其中符合理論組（zǔ）成的尖晶石熔塊的氣孔率更大，但含有過量MgO和加入Cr2O3(一般（bān）以鉻礦形式加入)的熔塊的氣孔率較低。因此，生（shēng）產電熔尖晶石工藝（yì）的關鍵是如何獲得具有均勻結構的產品，同時適當地排除氣孔以減少產品的氣孔率（lǜ）偏析。

此外（wài），加入Cr2O3的另一個優點是可以提高熔融材料的耐火度（dù）。符（fú）合理論組成的混合（hé）料（liào）熔（róng）體澆注到金屬膜內，結晶成塊後形成尖晶石，尖晶石含量（liàng）在（zài）80%95%以上，其餘為矽酸鹽和玻（bō）璃狀物（wù）質。結晶塊中還存（cún）在二次尖晶石。在高於更（gèng）低共（gòng）熔點溫度下結晶（jīng）的無雜質尖晶石稱為一次尖晶石;在低於更低共熔（róng）點溫度下結晶的尖晶石(有方鎂石夾雜)固熔體（tǐ）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（jīng）石則主要在熔塊（kuài）下部結晶。有Cr2O3時則發現晶格（gé）明（míng）顯畸變，說明Cr2O3按置（zhì）換型熔於尖晶石的晶格之內。通過控製出爐熔體的冷卻速度可以製得結晶程度不同的電熔鎂鋁（lǚ）尖晶石(其中（zhōng）有的晶體結構缺陷較高)，用結（jié）構缺（quē）陷較高（gāo）的尖晶石生產鎂鋁尖晶石製品時可保證（zhèng）在燒成時具有所要求的燒結活性。電（diàn）熔鎂鋁尖（jiān）晶石的一個重（chóng）要特征是在發育很大的結晶中，觀察到呈帶狀解理，並沿該解理麵析出了活性的MgO。

以鎂鋁（lǚ）尖晶石（shí）為主體原料（liào）的尖晶石耐火材料（liào），如（rú）：方鎂石尖晶石磚、尖晶石方鎂石磚、尖（jiān）晶石磚等已應用在（zài）鋼鐵、水泥、玻璃等工業部門（mén），並不斷開發新的領域。

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