鎂（měi）鋁尖晶石砂（shā）是以氧化鎂和三氧化二鋁為原料，經高溫（wēn）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（lǚ）尖晶石幾乎全是人工合成的（de）。合成（chéng）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，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（yuán）料。

鎂鋁尖晶石為等軸晶係、立方體、八麵體所構成的八（bā）麵體晶（jīng）形，無解理、熱（rè）震性好。MgAlO4同MgO和Al2O3相比，膨脹係數低，熱（rè）導率（lǜ）小，並（bìng）隨溫度上升而下降。另外，由於MgAlO4生成中的MgO和Al2O3在氣氛變（biàn）化時不發（fā）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（shā）的人工合成方法是用工業氧化鋁或高純度鋁礬土和輕燒（shāo）氧（yǎng）化鎂為原料，按要求的配比加入，經細磨、混勻、成球、在回轉窯或豎窯中經1800℃以上高（gāo）溫煆燒，或上述原料按一定配（pèi）比，在電弧爐中的2200℃左右的高溫熔融而合（hé）成電熔（róng）鎂鋁尖晶石砂。

燒結（jié）法

燒（shāo）結鎂鋁尖晶石（shí）砂比電熔鎂鋁尖晶石（shí）砂經濟，而且在許多情況下，能（néng）夠代替電熔鎂鋁尖晶石砂，燒結鎂鋁尖（jiān）晶（jīng）石的工藝有兩種：其一（yī）是根據燒結程度，將選定Al2O3、MgO、水和結（jié）合劑磨細，並在筒磨機中混合後成型並幹燥，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(或者各自磨細後再（zài）混合)，混（hún）合料幹粉成球，再於回轉窯內（nèi）強化燒結。其強化燒結的溫度應在1900℃以上。

在燒結尖晶石中，有活性MgO均勻分布在尖晶石顆粒之中（zhōng），但在顆中觀察到（dào）了很多的微孔，在微孔（kǒng）中析（xī）出（chū）了（le）矽酸鹽，燒結尖晶石可采用氫氧化鋁、煉燒氧化鋁（lǚ）、片狀氧化鋁和電熔氧化鋁作為氧化鋁原料，而采（cǎi）用（yòng）碳酸鎂、氫氧化鎂和燒（shāo）結氧化鎂作為氧化（huà）鎂原料。試驗結果表明，生產燒結（jié）尖晶石（shí）最適合的原料是工業氧化鋁和燒結（jié）氧化鎂，其中，原料細磨粒度（dù）是關鍵的（de）工藝參數。將配料（liào）共（gòng）同細磨、壓球，在1750℃以上的溫度（dù）煆燒可以獲得性能優良的鎂鋁尖晶石砂。控製合（hé）理的煆燒鎂鋁尖晶石砂的配料，可以使其主晶相為細小的鎂鋁尖晶石晶體，並形成巢（cháo）狀網絡結構，其間有少量的方鎂石晶體。

電熔法

在（zài）生產（chǎn）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（zǔ）成混合，也可以使用其（qí）他來源的氧化鋁和MgO作原料，混（hún）合（hé）料中MgO含量可以在35%50%之內選定。因為混合料中MgO含量過高或偏低都會使熔化不佳，由於黏度高而使熔體難於澆注，加入鉻礦對熔體和澆注均無副作用。通常混合料在可傾式電爐或者漩渦熔化爐中（zhōng）熔化熔融（róng）混合物固化-破碎成電熔鎂鋁尖晶石原料（liào）。采用漩（xuán）渦熔化爐可以熔製各種配方的電熔鎂鋁尖晶石，它（tā）是將選定比例的混合料在該爐內加熱到（dào）高於熔化溫度150250℃(熔池內的極限溫度為（wéi）2300℃)，所以可以熔煉熔點不高於21002150℃的熔體材料，電熔塊的不（bú）同位置，其（qí）結構是不（bú）同的，一（yī）般是上部和周邊的蜂窩形氣孔數量多，其中符（fú）合理論組成的尖晶石熔塊的氣孔率更大，但含有（yǒu）過量MgO和加入Cr2O3(一般以鉻礦形式加（jiā）入)的熔塊的（de）氣孔率較低。因此，生產電熔尖晶石工（gōng）藝的關（guān）鍵是如何獲得具有均勻（yún）結構的產品，同（tóng）時適當地排除氣孔以減少產（chǎn）品的氣孔率偏析。

此外，加入Cr2O3的另一個優點是可（kě）以提（tí）高熔融（róng）材料的耐火度。符合理論組成的（de）混合（hé）料熔體澆注到金屬膜內，結晶成塊後形成尖（jiān）晶（jīng）石，尖晶石含量在80%95%以上，其（qí）餘為矽酸鹽和玻璃狀物質。結晶塊中還存（cún）在二次尖晶石。在高於更低共熔點溫度下結晶的無（wú）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晶石(有方鎂石夾雜)固熔體稱為二次尖晶石。通（tōng）常，二次尖（jiān）晶石在熔塊的上（shàng）部結晶，而一次（cì）尖晶石則主要在熔塊下部結晶。有Cr2O3時則發現晶格（gé）明顯畸變，說明Cr2O3按置換型熔於（yú）尖晶（jīng）石的晶格之內。通（tōng）過控製（zhì）出爐熔體的冷卻（què）速度可以製得結晶程度不同的電熔鎂鋁尖晶石(其中有的晶體結構缺陷較高)，用結構缺陷較高的尖晶石生產（chǎn）鎂鋁尖晶石（shí）製品（pǐn）時可保證在燒成時（shí）具有所要求的燒結活性。電（diàn）熔鎂（měi）鋁尖晶石的一個重要特征是在發育很大的結晶中，觀察到呈帶狀解理，並沿該（gāi）解理麵析出（chū）了活性的MgO。

以鎂鋁尖晶石（shí）為主體原（yuán）料的尖晶石耐火材料（liào），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（gāng）鐵、水泥、玻璃等（děng）工業部（bù）門，並不斷開發新的領域。

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