鎂鋁尖晶石（shí）砂是以氧化鎂和三氧化二鋁為（wéi）原料，經高溫（wēn）煆燒（shāo）合成的尖晶石（shí）質耐火材料。該原料在自然界發現極少，工（gōng）業用的鎂（měi）鋁尖晶石幾乎全是人工合成的。合成鎂鋁尖晶石MgOAl2O3的理論化學組成為MgO28.3%，Al2O371.7%，熔點為2135℃，具有耐高溫，熱穩定性好，抗渣（zhā）性強，熱膨脹（zhàng）係（xì）數小等優點，是一種（zhǒng）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（gòu）成的八麵體晶形（xíng），無解理、熱（rè）震性好。MgAlO4同MgO和Al2O3相（xiàng）比，膨脹係數低，熱導率小（xiǎo），並隨溫（wēn）度上（shàng）升而下降。另外，由於MgAlO4生成中的MgO和Al2O3在氣（qì）氛變（biàn）化時不發生變化，所以它與FeCr2O4相比，在氧（yǎng）化還原氣氛中十分穩定。鎂鋁尖晶（jīng）石砂的人工合成方法（fǎ）是用工業氧化鋁或高純度鋁礬土（tǔ）和輕（qīng）燒氧（yǎng）化（huà）鎂為原料，按要求（qiú）的配比（bǐ）加入，經細磨、混勻、成球、在回轉窯或豎窯中經1800℃以上高溫煆（duàn）燒，或上述原料按（àn）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（fǎ）

燒結鎂鋁尖晶石砂比電熔鎂鋁尖晶石（shí）砂經濟（jì），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（shí）的工藝有兩種：其一（yī）是根據燒結程度，將選定Al2O3、MgO、水和結合劑磨細（xì），並在筒磨機中（zhōng）混合後成（chéng）型並幹燥，再於回轉窯內強（qiáng）化燒結。另一種工藝是將Al2O3和MgO按所確定的（de）比例共同細磨(或者（zhě）各自（zì）磨細後再混合)，混合料幹粉成球（qiú），再於回轉（zhuǎn）窯內強化燒結。其強化燒（shāo）結的溫（wēn）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（zhī）中，但在顆中觀察到了很多的微（wēi）孔，在微孔中析出了矽酸鹽，燒結尖晶石可采用氫氧化鋁、煉燒氧（yǎng）化鋁、片狀氧（yǎng）化鋁和電（diàn）熔氧化鋁作為氧化鋁原料，而采用（yòng）碳酸鎂、氫氧化鎂和燒結氧化鎂作為氧化鎂原（yuán）料。試驗結果表明，生產燒結尖晶石最適合的原料是工業氧化（huà）鋁和燒結氧化鎂（měi），其中，原料（liào）細磨粒度是關鍵的（de）工藝參（cān）數。將配料共同細磨、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（shí）砂。控（kòng）製合理的煆燒鎂鋁（lǚ）尖晶石砂的配料（liào），可以使其主晶相為細小的（de）鎂鋁尖晶石晶體，並形成（chéng）巢狀網絡結構，其間有少量的方鎂石晶體。

電熔法

在生產電熔鎂（měi）鋁尖晶石時，一般采（cǎi）用拜爾(Bayer)法（fǎ）生產的Al2O3與高（gāo）純MgO按尖晶石的理論組成混合，也可以使用其他來源的氧（yǎng）化鋁和MgO作原料，混合料中MgO含（hán）量（liàng）可以在35%50%之（zhī）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（gāo）而使熔體難於（yú）澆注，加入（rù）鉻礦對熔體和（hé）澆注均無副（fù）作用。通常混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-破碎成電熔鎂鋁尖晶石原料。采用漩（xuán）渦熔化爐可以（yǐ）熔製（zhì）各種（zhǒng）配方的電熔鎂鋁尖晶石，它是將選定比例的混合料在（zài）該爐內加熱到高於熔化溫度150250℃(熔池內的極限（xiàn）溫度為2300℃)，所以可以熔煉熔點不高於21002150℃的熔體材料，電熔塊的不同位置，其結構是不同的（de），一般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，但含有過量MgO和加（jiā）入（rù）Cr2O3(一般以鉻礦形式加入)的熔塊的（de）氣孔率較低。因此，生產（chǎn）電熔尖（jiān）晶石工藝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，加入Cr2O3的另一個優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（de）無雜質尖晶石稱（chēng）為一次尖晶石（shí）;在低於更低共（gòng）熔點溫度下結晶的尖晶石（shí）(有方鎂石夾雜)固熔體稱為二次（cì）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（zé）主要在熔塊下部結（jié）晶。有Cr2O3時則發現晶格明顯畸變（biàn），說明Cr2O3按置（zhì）換型熔於尖晶石的（de）晶格之（zhī）內（nèi）。通過控製出（chū）爐熔體的（de）冷卻速度可以製得結晶程度不同的電熔鎂鋁尖晶石(其（qí）中有的晶體結（jié）構缺陷較高)，用結構缺陷較高的尖（jiān）晶石生產鎂鋁尖晶石製品時可保證在燒成時具有所（suǒ）要求的燒（shāo）結（jié）活性。電熔鎂鋁尖晶石的一個（gè）重要特征是在發育很大（dà）的結晶中，觀察到呈帶狀（zhuàng）解理，並沿該解理麵析出了活（huó）性的MgO。

以鎂鋁尖晶（jīng）石為主體（tǐ）原料的尖晶石耐火材料（liào），如：方鎂石尖晶石磚、尖晶石（shí）方鎂石磚、尖晶（jīng）石磚等已應用在（zài）鋼鐵、水泥、玻（bō）璃等（děng）工業部門（mén），並不斷開發新的領域。

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