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質耐火材料。該原料（liào）在自然（rán）界發現極少，工（gōng）業用（yòng）的鎂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（wéi）MgO28.3%，Al2O371.7%，熔點為2135℃，具有耐高溫（wēn），熱穩定性好，抗渣性強，熱膨脹（zhàng）係數小等（děng）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（zhèn）性好。MgAlO4同（tóng）MgO和Al2O3相比，膨脹係數低，熱導（dǎo）率小，並隨溫（wēn）度上升而下降。另外，由於MgAlO4生（shēng）成中的MgO和Al2O3在氣氛變（biàn）化時不發（fā）生變（biàn）化，所以它與FeCr2O4相比，在氧化還原氣氛中十分穩定。鎂鋁尖晶石砂的人工合（hé）成方法是用工業氧（yǎng）化鋁或高純度（dù）鋁礬土和輕燒氧化鎂為原料，按要求的配比加（jiā）入，經細磨、混勻、成（chéng）球、在回轉窯或豎窯中經1800℃以上高溫煆燒，或上述原（yuán）料（liào）按一定配比（bǐ），在電弧爐中的2200℃左右的高溫熔融而合成電熔鎂鋁（lǚ）尖晶石砂。

燒結法

燒（shāo）結鎂鋁尖（jiān）晶石砂比電熔鎂鋁尖晶石（shí）砂經濟，而且在許多情況下，能夠代替電熔鎂鋁尖晶石砂，燒結鎂鋁（lǚ）尖晶（jīng）石（shí）的工藝有兩種：其一是根據燒結程度，將選定Al2O3、MgO、水和結（jié）合劑磨細，並在筒磨機中混（hún）合後成型並幹燥，再於回轉（zhuǎn）窯內強化燒結。另一種工（gōng）藝是將（jiāng）Al2O3和MgO按（àn）所確定的比例共同細磨(或者各自磨（mó）細（xì）後再混合)，混合料幹粉成球（qiú），再於回轉窯內強化燒結（jié）。其強化燒結的溫度應在1900℃以上。

在燒結尖晶石中（zhōng），有（yǒu）活性MgO均勻分布在尖晶石顆（kē）粒之中，但（dàn）在顆（kē）中觀察到了很多的微孔，在微孔中析出了矽（guī）酸鹽，燒結尖晶（jīng）石可采用氫氧化鋁、煉燒氧化（huà）鋁、片狀氧化鋁和電熔氧化鋁作為氧（yǎng）化鋁原料，而采用碳酸鎂、氫（qīng）氧化鎂和燒結氧化鎂作為氧（yǎng）化（huà）鎂原料。試（shì）驗結果表明，生產燒結（jié）尖晶（jīng）石最適合的原料是工業氧化鋁和燒結氧化鎂，其中，原料細磨粒度是關鍵的工藝參數。將配料共同細磨、壓球（qiú），在1750℃以（yǐ）上的（de）溫（wēn）度煆燒可以獲得性（xìng）能優（yōu）良的鎂鋁（lǚ）尖晶石砂。控（kòng）製合理的煆燒鎂鋁尖晶石砂的配料，可以使（shǐ）其主晶相為細小的鎂鋁尖晶石晶體，並形成（chéng）巢狀網絡（luò）結構，其間有少量的方鎂石（shí）晶體。

電熔法

在生產電熔鎂鋁尖晶石時，一般（bān）采用拜爾(Bayer)法生產的Al2O3與高純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（hún）合料中MgO含量可以在35%50%之內選定。因為混合料中MgO含（hán）量過（guò）高（gāo）或偏（piān）低都會使熔化不佳，由於黏度高而使熔體難於澆（jiāo）注，加入鉻礦對熔體和澆注均無副（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。采用漩渦熔化爐可以熔製各種配方的（de）電熔鎂（měi）鋁尖晶石，它是將選定比（bǐ）例的混（hún）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（róng）點（diǎn）不高（gāo）於21002150℃的熔體材料，電熔塊的不同位置，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（liàng）MgO和加入Cr2O3(一般以鉻礦形式加（jiā）入)的熔塊的氣孔率較低。因此，生產電熔尖晶石工藝的關鍵是如何獲得具有（yǒu）均勻結構的（de）產品，同時（shí）適當地排除氣孔（kǒng）以（yǐ）減少（shǎo）產品的氣孔率偏析。

此外，加入Cr2O3的另一個優點（diǎn）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（mó）內，結晶（jīng）成塊後形成尖（jiān）晶石，尖晶石含量在80%95%以上，其餘為矽酸鹽和（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（wēn）度下結晶的無雜質尖晶石稱為一次尖晶（jīng）石;在低於更低共熔（róng）點溫度下結晶的尖晶石(有（yǒu）方鎂石夾雜)固熔體稱（chēng）為二次尖晶石。通常，二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（jié）晶。有Cr2O3時則（zé）發現晶格明顯畸變，說明Cr2O3按置（zhì）換型熔於尖晶石的晶格之內。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（yǒu）所要求的燒結活（huó）性。電熔鎂鋁尖（jiān）晶石的一（yī）個重（chóng）要特征是在發育很大的結晶中，觀察到呈帶狀解理，並沿該解理麵析出了（le）活性的MgO。

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

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