鎂鋁尖晶石（shí）砂是以氧化鎂和三氧化二（èr）鋁為原料，經高溫煆燒合成的尖晶石質耐（nài）火材料。該原料在自然界發現極少，工業用的鎂鋁尖晶石幾乎（hū）全是人工（gōng）合成的。合成鎂鋁尖晶石MgOAl2O3的理（lǐ）論化學組成為（wéi）MgO28.3%，Al2O371.7%，熔點為2135℃，具有耐高溫（wēn），熱穩定性好（hǎo），抗渣性（xìng）強，熱膨脹係數小等優點，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（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，熱導率小，並隨溫度上升而下降。另外，由於MgAlO4生成中的MgO和Al2O3在氣氛變化時（shí）不（bú）發生變（biàn）化，所以它與FeCr2O4相比，在氧化還原氣氛中十分穩定。鎂（měi）鋁尖晶石砂（shā）的人工合成方法是用工業氧化鋁（lǚ）或高純度鋁礬土和輕燒氧化（huà）鎂為（wéi）原料，按要（yào）求的配（pèi）比加入，經細磨、混勻、成球（qiú）、在回轉窯或（huò）豎窯中經1800℃以上高溫煆燒，或上述原料按一定配比，在電弧爐中的2200℃左右的高（gāo）溫熔融而（ér）合成電熔鎂鋁尖晶石砂。

燒結法

燒結鎂鋁尖晶石砂比電熔鎂鋁尖晶（jīng）石砂（shā）經濟，而且在許多情況下，能夠代替電熔鎂鋁尖晶石砂，燒結（jié）鎂鋁尖晶石的工（gōng）藝有兩種：其一（yī）是根據燒結（jié）程度，將（jiāng）選（xuǎn）定Al2O3、MgO、水（shuǐ）和結合劑磨細（xì），並在筒磨機中混合後成（chéng）型並幹燥（zào），再於回轉窯內（nèi）強（qiáng）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（zhě）各自磨細（xì）後再混（hún）合)，混合料幹粉成球，再於回轉窯內強化燒（shāo）結。其強化燒結的（de）溫度應在1900℃以上（shàng）。

在燒結尖晶石中，有活性（xìng）MgO均勻分布在尖晶石（shí）顆粒之中，但在顆中觀察到了很多的微孔，在微孔（kǒng）中析出了矽酸鹽（yán），燒結尖晶石（shí）可采用氫氧化鋁、煉燒氧化鋁、片狀氧化鋁和電熔氧化鋁作為氧化鋁原（yuán）料，而采用碳酸鎂、氫氧（yǎng）化鎂和燒結氧化鎂作為氧化鎂原料。試（shì）驗結果表明，生產燒結尖晶石最適合的原料是工業氧化鋁和燒結氧化鎂，其中（zhōng），原料細磨粒度是關鍵的工藝參數。將配（pèi）料共同（tóng）細磨、壓（yā）球，在1750℃以上的溫度煆燒可以獲（huò）得（dé）性能優良的鎂鋁尖晶石砂。控製合理的煆燒鎂鋁（lǚ）尖晶石砂的配料，可以使其主（zhǔ）晶相為細小的鎂鋁尖晶石晶（jīng）體，並形成巢狀網絡結構，其間（jiān）有少量的方鎂石（shí）晶體。

電（diàn）熔法

在生產電熔鎂鋁尖晶石時（shí），一般采用拜爾（ěr）(Bayer)法生產的Al2O3與高（gāo）純MgO按尖晶石的理論組成混合，也可以（yǐ）使用其他來源的氧（yǎng）化鋁和（hé）MgO作原（yuán）料，混合料（liào）中MgO含量可以在35%50%之內選定。因為混合料（liào）中MgO含量過高或偏低都會使熔化不佳，由於黏度（dù）高而使熔體難於澆注，加入鉻礦對熔體和澆注均無副（fù）作用。通（tōng）常混合料在可傾式電爐（lú）或者漩渦熔化爐中熔化熔融（róng）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種（zhǒng）配方的電熔鎂鋁尖晶（jīng）石，它（tā）是將選定比例的混合料在該爐內加熱到高於熔化溫（wēn）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），電熔塊的不同位置（zhì），其結構是不（bú）同的，一般（bān）是上（shàng）部和周邊的蜂（fēng）窩（wō）形氣孔數量多，其中符合理論組成的尖晶石（shí）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（kǒng）率較（jiào）低。因此，生產電（diàn）熔尖晶石工藝的關鍵是如何（hé）獲得具有均勻結（jié）構的（de）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的另一個優點是可以提高熔融材料的耐火度。符合理論（lùn）組成的混合料熔體澆注到（dào）金屬膜內，結晶成塊（kuài）後形成（chéng）尖晶石，尖晶石含量在80%95%以上，其餘為矽（guī）酸鹽和玻璃狀物質。結晶塊中還存在二次尖晶石。在高於更（gèng）低（dī）共熔點溫度下結晶的無雜質尖晶石稱為一次尖晶石;在低於更（gèng）低共熔點溫度下結（jié）晶的尖晶石(有方鎂石夾雜)固熔（róng）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）一次尖晶石則主要在熔塊下部結晶。有Cr2O3時則發現晶格明（míng）顯畸變，說明Cr2O3按置換型熔於（yú）尖晶石的晶格（gé）之內。通過控製出爐熔體的冷卻速度可以製得結晶（jīng）程度不同的電熔鎂鋁（lǚ）尖（jiān）晶石(其中有的晶體結構缺陷較高)，用（yòng）結構缺陷較高的尖晶石生產鎂鋁尖（jiān）晶石製品時可保證在燒成時具有所要求的燒結活性。電熔鎂鋁尖晶石的一個重要特征是在發育很大的（de）結晶中，觀察（chá）到呈帶狀解理，並（bìng）沿該解理麵析出（chū）了活性的MgO。

以鎂鋁尖（jiān）晶石為主體原料的尖晶石耐火材料，如：方鎂（měi）石尖晶石磚、尖（jiān）晶石方（fāng）鎂石（shí）磚、尖晶石磚等已應用在鋼鐵、水（shuǐ）泥（ní）、玻璃等工業部門，並不斷開發新的領域。

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