鎂鋁尖晶石砂是以氧化鎂和三氧化（huà）二鋁（lǚ）為原料，經高溫煆燒合成（chéng）的尖晶石質耐火材料。該（gāi）原料在（zài）自然（rán）界發現（xiàn）極（jí）少，工（gōng）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（shí）MgOAl2O3的（de）理論化學組成為MgO28.3%，Al2O371.7%，熔點為2135℃，具有（yǒu）耐高（gāo）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（yuán）料。

鎂鋁尖晶（jīng）石為等軸（zhóu）晶係（xì）、立方體（tǐ）、八麵體所構成的八麵體晶（jīng）形，無（wú）解理、熱震性好。MgAlO4同MgO和Al2O3相比，膨脹係數低，熱導率小，並隨溫度上升而下降。另外，由於MgAlO4生成（chéng）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（jiān）晶石砂的（de）人工合成方法（fǎ）是用工業氧化鋁或高純度鋁礬土和輕燒氧化鎂為原料，按要求的配比加入，經細（xì）磨、混勻（yún）、成球、在回轉窯或豎窯中經1800℃以上（shàng）高溫煆燒，或上述原料按一定配比，在電弧爐中（zhōng）的2200℃左右的高溫熔融而（ér）合成電熔鎂鋁尖晶石砂。

燒（shāo）結法（fǎ）

燒結鎂鋁尖（jiān）晶石砂比電熔鎂鋁尖（jiān）晶石（shí）砂經濟，而且在許多（duō）情況下，能（néng）夠代替電熔鎂鋁尖晶石砂，燒（shāo）結鎂鋁尖晶石的工藝有兩種：其一（yī）是根據燒結程度，將選（xuǎn）定Al2O3、MgO、水和結（jié）合劑磨細，並在筒磨機（jī）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（lì）共同細磨(或者各（gè）自磨細後再混（hún）合)，混合料幹粉成球，再於回轉窯內強化燒結。其強（qiáng）化燒結的（de）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，但在顆（kē）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（cǎi）用氫氧化鋁、煉燒氧化鋁、片狀氧（yǎng）化鋁和電熔氧化鋁作為氧化鋁原料，而（ér）采用（yòng）碳酸（suān）鎂、氫氧化鎂和燒（shāo）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（zuì）適合的原（yuán）料是工業氧化（huà）鋁和燒結氧化鎂，其中，原料細磨粒度是關鍵的工藝參數。將配（pèi）料（liào）共同細磨、壓球，在1750℃以上（shàng）的溫度煆燒可以獲得性能優良的鎂鋁尖晶石（shí）砂。控製合理的（de）煆燒鎂鋁尖晶石砂的配料，可以使其主晶相為細（xì）小的鎂鋁尖晶石晶體，並（bìng）形成巢狀網絡結（jié）構，其間有少量的方鎂石晶體。

電熔法

在生產電熔鎂鋁尖晶石時，一般采用拜爾(Bayer)法生產的Al2O3與（yǔ）高純MgO按尖晶石的理（lǐ）論組成混合，也可以使用（yòng）其他來源的氧（yǎng）化鋁和MgO作原料，混合料中MgO含（hán）量可以在35%50%之內選（xuǎn）定。因為混合料中MgO含量過（guò）高或偏低都會使熔（róng）化不佳，由於黏度高而（ér）使熔體難於澆注，加入鉻礦對熔體（tǐ）和澆注均（jun1）無副作用。通常混（hún）合料在可傾式電爐或者漩渦熔化爐中熔化熔融混合物固化（huà）-破（pò）碎成電（diàn）熔（róng）鎂鋁尖晶石原（yuán）料。采用漩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（zài）該爐內加熱到高於熔化溫（wēn）度150250℃(熔池內的極限（xiàn）溫度為2300℃)，所以可（kě）以熔煉（liàn）熔點（diǎn）不高於（yú）21002150℃的熔體材料，電熔塊的不同位置，其結構是不同的，一般是上部和（hé）周邊的（de）蜂窩形氣（qì）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，但含有過量MgO和加（jiā）入Cr2O3(一般以鉻礦形式加入（rù）)的熔塊的氣孔率較（jiào）低。因此，生產電熔尖晶石工藝的（de）關鍵（jiàn）是如何獲得具有均（jun1）勻結構的產品，同時適當地排除氣孔以減少（shǎo）產品的氣孔率偏析。

此外，加入Cr2O3的另一個優（yōu）點是可以提高熔融材料的耐火度。符合理論組成的混合料熔體澆注到金屬膜內，結晶成塊後形成尖晶石，尖晶石含量在80%95%以上，其餘（yú）為矽（guī）酸鹽（yán）和（hé）玻璃狀物質。結晶塊中還存在二次尖晶石。在高於更低共熔點溫度下結晶的無雜質尖（jiān）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，二次尖晶石在（zài）熔塊的上部結晶，而（ér）一次尖（jiān）晶石則主要在熔塊下部結晶。有Cr2O3時則發現晶格明顯畸變（biàn），說明Cr2O3按置換型熔於尖晶石的晶格之內。通過控製出爐（lú）熔體的冷卻速度（dù）可以製得（dé）結晶程度不同（tóng）的（de）電熔鎂鋁尖晶石（shí）(其中有的晶體（tǐ）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）石製品時可（kě）保（bǎo）證在燒成時具有所要求的燒結（jié）活（huó）性。電熔鎂鋁（lǚ）尖晶石的一個重要特征是在發育（yù）很（hěn）大的結晶中，觀察到呈帶狀解理，並沿該解（jiě）理麵析出了活性的MgO。

以鎂鋁尖晶（jīng）石為（wéi）主體原料的尖晶石耐火材料（liào），如：方鎂石尖晶石（shí）磚、尖晶石方鎂石磚、尖（jiān）晶（jīng）石磚等已應用（yòng）在鋼鐵、水泥、玻璃（lí）等工業部門，並不斷（duàn）開發新的領域。

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