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（shí）質耐火材料。該原料在自然（rán）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（jīng）石MgOAl2O3的理論（lùn）化學組成為MgO28.3%，Al2O371.7%，熔點為2135℃，具（jù）有耐高溫，熱穩定性好，抗渣性強，熱（rè）膨脹係數（shù）小等優點，是一種優質耐火原料。

鎂鋁尖晶石為等軸晶係、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（xiàng）比，膨脹（zhàng）係數低，熱導率小，並隨溫度上升而下降。另外，由於MgAlO4生成中（zhōng）的MgO和Al2O3在氣氛變化時不發生變化，所以它與（yǔ）FeCr2O4相比（bǐ），在氧化還原氣氛中十分穩定。鎂鋁尖晶石砂的（de）人工合成方法是（shì）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、成球、在回轉窯或豎窯中經1800℃以上高溫（wēn）煆（duàn）燒，或上述原料按一定配比，在電弧爐中的2200℃左右的高溫熔融而合成電熔鎂鋁尖晶石砂。

燒結法

燒結鎂鋁（lǚ）尖晶石砂比電熔鎂鋁尖晶石砂經濟，而且在（zài）許多情（qíng）況下，能夠代（dài）替電熔鎂鋁尖晶石砂，燒結鎂鋁尖晶石的工藝有兩種：其一是根據燒結程（chéng）度，將（jiāng）選定Al2O3、MgO、水和結合劑磨細，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（què）定的比（bǐ）例共同細磨(或者（zhě）各自磨細後（hòu）再混合)，混合料幹粉成球，再於回轉（zhuǎn）窯內強化燒結。其強化燒結的溫度應在1900℃以上（shàng）。

在燒結尖（jiān）晶石中，有活性MgO均（jun1）勻分布在尖晶（jīng）石顆粒之（zhī）中，但在顆中觀察到了（le）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（lǚ）、煉燒氧化鋁、片狀氧（yǎng）化鋁和電熔氧化鋁（lǚ）作為氧化鋁（lǚ）原料，而采用碳酸鎂、氫氧（yǎng）化鎂和燒結氧化鎂作為氧化鎂原（yuán）料。試驗結（jié）果（guǒ）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（gòng）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（shā）。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，並形成巢狀網絡結構，其間有少量的方鎂石晶（jīng）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（chǎn）的Al2O3與高純MgO按尖晶石的理論組成混合，也可（kě）以使用其他來源的氧化鋁和MgO作（zuò）原料（liào），混合料中MgO含量可以在35%50%之（zhī）內選定。因為混合料（liào）中MgO含量過（guò）高或偏低都（dōu）會使熔化不（bú）佳，由於黏度高而使熔體難於澆（jiāo）注，加入鉻礦對熔（róng）體和澆注均無副作用。通常混合（hé）料在可傾式（shì）電（diàn）爐（lú）或（huò）者漩渦熔化爐中熔化熔融混合物固化-破碎（suì）成電熔（róng）鎂鋁尖晶石原料。采（cǎi）用漩渦熔化爐可以熔製各種配方的電熔鎂（měi）鋁（lǚ）尖晶石，它是將選（xuǎn）定（dìng）比例的混合料在該爐內加熱（rè）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（liào），電熔塊的不（bú）同位置，其結構是不同的，一般（bān）是上部和周邊的蜂窩形氣孔數量多，其中符合理論組成的尖晶石熔塊的氣孔率更大（dà），但含有過量MgO和加入Cr2O3(一般以鉻礦形式（shì）加入)的熔塊（kuài）的氣孔率較低。因（yīn）此，生產電熔尖晶石工藝的關鍵是如何獲得具有均勻結構的產品，同時（shí）適當地排除（chú）氣孔以減少產品（pǐn）的氣孔率偏析。

此外，加入Cr2O3的另一個（gè）優點是可以提高（gāo）熔融材料的耐火度。符合（hé）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。結晶塊中還存在二次尖晶石。在高於更低（dī）共熔點（diǎn）溫度（dù）下結晶的無雜質尖晶石（shí）稱為一次尖（jiān）晶石;在低於更低共熔點溫度下結晶的尖晶石(有（yǒu）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，而一次尖晶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按置換型熔於尖晶石的晶格之內。通（tōng）過控（kòng）製出爐（lú）熔體的冷卻速度可以製得結晶程度不同的電熔鎂鋁尖晶石（shí）(其中有（yǒu）的晶體結構缺陷較高)，用結（jié）構缺陷較高的尖晶石生產鎂鋁尖晶石製品時可保證在燒成時具有所要求的燒結活性。電熔鎂鋁尖晶（jīng）石（shí）的一個重要特征（zhēng）是在發育很大（dà）的（de）結晶中，觀察到呈（chéng）帶狀解理，並沿該解理麵析出了活性的（de）MgO。

以鎂鋁（lǚ）尖晶石為主體原料的尖晶石耐（nài）火（huǒ）材料，如：方鎂石尖晶石磚、尖晶石方鎂石磚、尖晶石磚（zhuān）等已應用在鋼鐵、水泥、玻璃等工業部門，並不斷開發（fā）新的領域。

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