鎂鋁尖晶石砂是以氧化鎂和三氧化二鋁為（wéi）原料，經高溫煆燒合成的尖晶石質（zhì）耐火材料。該原料在自然界發現極少，工業（yè）用的鎂鋁尖晶石（shí）幾乎全是人（rén）工合成的。合成鎂鋁尖晶（jīng）石MgOAl2O3的理（lǐ）論化學組成為MgO28.3%，Al2O371.7%，熔點為2135℃，具有耐高溫，熱穩定性好（hǎo），抗渣性強，熱膨脹係數小等優點，是一種優質耐（nài）火（huǒ）原料。

鎂鋁尖晶石為等軸晶係、立方（fāng）體（tǐ）、八麵體所構（gòu）成的八麵體晶形，無解理、熱震性好。MgAlO4同MgO和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（zài）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用工業氧化鋁或高純（chún）度（dù）鋁（lǚ）礬土和輕燒氧化鎂（měi）為原料，按要求的配比加入，經（jīng）細磨、混（hún）勻、成球、在回轉窯或（huò）豎窯中經1800℃以上高溫煆燒，或上述原（yuán）料按一定配比，在（zài）電弧爐（lú）中的2200℃左右的高溫熔融而合成電熔鎂（měi）鋁尖晶石砂。

燒結（jié）法

燒結（jié）鎂鋁尖晶石（shí）砂比電熔鎂鋁尖晶石砂經濟，而且（qiě）在許多情（qíng）況下，能夠代（dài）替電熔鎂鋁尖晶石砂，燒結（jié）鎂鋁尖晶石的工藝（yì）有（yǒu）兩種：其一是根據燒結程度，將選定Al2O3、MgO、水和結合劑磨細，並在筒磨機中混合後成型並（bìng）幹燥，再於回轉窯內強化燒結（jié）。另一種工藝是將（jiāng）Al2O3和MgO按（àn）所確（què）定的比例共同細磨(或者各自磨細後再混合)，混合料幹粉成球，再於回轉窯（yáo）內強化燒結。其強化燒結的溫度應在1900℃以上（shàng）。

在燒結尖晶石中，有活性MgO均勻分布在尖晶石（shí）顆粒之（zhī）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（shāo）氧化鋁、片（piàn）狀氧化鋁和電熔（róng）氧（yǎng）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鎂，其中，原（yuán）料細磨粒度是關鍵的工藝參數。將配料（liào）共同細磨、壓球，在1750℃以上的溫度煆燒（shāo）可以獲（huò）得性能優良的鎂鋁尖晶石砂。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（xì）小（xiǎo）的鎂鋁尖晶石晶（jīng）體，並（bìng）形成巢狀網絡結構（gòu），其間有少量的方鎂石晶體。

電熔法

在生（shēng）產電熔鎂鋁尖晶石時，一般采用拜爾(Bayer)法（fǎ）生產的Al2O3與高（gāo）純MgO按尖晶（jīng）石的理論組成混合，也可以使用其他來源的氧化鋁和MgO作原料，混合料中MgO含量可以在35%50%之內選定（dìng）。因（yīn）為混合料中MgO含量過高或偏低都會（huì）使（shǐ）熔化不佳（jiā），由於黏度高而使熔體難於澆注，加（jiā）入鉻礦對熔體（tǐ）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熔化熔融混合物固化-破碎成電熔鎂鋁尖晶石原料。采用漩渦熔化爐可以熔製各（gè）種配方的電熔鎂鋁尖（jiān）晶（jīng）石，它是將選（xuǎn）定比例（lì）的混合料在該爐內加熱到高於（yú）熔化溫度150250℃(熔池內的極限溫度為2300℃)，所以可以（yǐ）熔煉熔點不高於21002150℃的熔體材（cái）料，電（diàn）熔（róng）塊的不同位置，其結構是不同的，一般是上部和（hé）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，但含有過量MgO和加入Cr2O3(一般以鉻礦形式加入)的熔塊的氣孔率較低。因此（cǐ），生產電熔尖晶石工藝的關鍵是如何獲得具有均勻（yún）結構的產品，同時適當地排除氣孔以減少產品的氣孔率偏析。

此外，加入Cr2O3的另（lìng）一個優（yōu）點是可（kě）以提（tí）高熔融材料的耐火度。符合理論組成的（de）混合（hé）料熔體澆（jiāo）注到金屬膜（mó）內，結晶成塊後形成尖晶石，尖晶石含（hán）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。在高於更低共熔點溫（wēn）度下結晶的無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（cì）尖晶石。通常，二（èr）次尖晶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（zé）發現晶格明顯畸變，說明Cr2O3按置換型熔於尖晶石的（de）晶（jīng）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尖晶石(其中有的晶體結構缺陷較高)，用結構（gòu）缺陷較高的尖晶石生產鎂鋁尖晶石製品時可（kě）保證在燒成時具有所要求的燒結活性。電熔鎂鋁尖晶石的一（yī）個重要特征是在發育很（hěn）大的結晶中，觀察到呈帶狀解理，並沿（yán）該解理麵析出了活（huó）性的（de）MgO。

以鎂鋁（lǚ）尖晶石為（wéi）主體原料的（de）尖晶石耐（nài）火（huǒ）材料，如：方鎂石尖晶石磚、尖晶石方鎂石磚、尖晶石磚等已應用在鋼鐵、水（shuǐ）泥、玻璃等工業部門，並不斷開發新的領域（yù）。

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