鎂鋁（lǚ）尖晶石砂是以氧化鎂和三氧化二鋁為（wéi）原（yuán）料，經高溫煆燒合成的尖（jiān）晶石質耐火材料（liào）。該原料在自然（rán）界發現極少，工業用（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（zǔ）成為MgO28.3%，Al2O371.7%，熔點為2135℃，具有耐高溫，熱穩定性好，抗渣性強，熱膨脹係數小等優（yōu）點（diǎn），是一種優質耐火原料。

鎂鋁尖晶石為等軸晶（jīng）係、立方體、八麵體（tǐ）所構成的八麵體（tǐ）晶形，無解理、熱震（zhèn）性好。MgAlO4同MgO和Al2O3相比，膨脹係數低，熱（rè）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（zài）氣氛變化時（shí）不發生變化，所以它與FeCr2O4相比（bǐ），在氧化還原（yuán）氣氛中十（shí）分穩定。鎂鋁尖晶石砂的人工合成方法（fǎ）是用工業氧化鋁或高純度鋁礬土和輕（qīng）燒氧化鎂為原料，按要求（qiú）的配比加入，經細磨（mó）、混勻（yún）、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（liào）按（àn）一定配比，在電弧（hú）爐中的2200℃左右的高溫（wēn）熔融而（ér）合成電熔鎂鋁尖晶石砂。

燒結（jié）法

燒結鎂鋁尖晶石（shí）砂比電（diàn）熔（róng）鎂鋁尖晶石砂經濟，而且在許多情況下，能夠代（dài）替電熔鎂鋁尖晶石砂，燒結鎂鋁（lǚ）尖（jiān）晶石的工藝有兩種：其一（yī）是根據燒結程度，將選定Al2O3、MgO、水和結合劑（jì）磨細（xì），並在（zài）筒磨機中混合後成型並幹（gàn）燥，再於回轉窯內強化燒結。另一（yī）種工藝是將Al2O3和MgO按所確定的（de）比例共同細磨(或者各自磨細（xì）後再混合)，混合料幹粉成球，再於回轉窯內強化燒結。其強（qiáng）化燒結的溫度應在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中，但在顆（kē）中觀察到（dào）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（yòng）氫（qīng）氧化鋁、煉燒氧化鋁、片狀氧化鋁和電熔氧化鋁（lǚ）作（zuò）為氧化鋁原料，而采（cǎi）用（yòng）碳酸鎂、氫氧化鎂和（hé）燒結氧化鎂作為氧（yǎng）化鎂原料（liào）。試驗結果表（biǎo）明，生產燒結尖晶石最適合的原料是工業氧化鋁和燒結（jié）氧化鎂，其中，原料細（xì）磨粒度是關鍵的工藝參數。將配料共同細（xì）磨、壓（yā）球，在1750℃以（yǐ）上的（de）溫度煆燒可以獲得性能（néng）優良的鎂鋁尖晶石砂。控製合理的煆燒鎂鋁尖晶石砂的配料，可以（yǐ）使其主晶相為（wéi）細小（xiǎo）的鎂鋁尖晶石（shí）晶（jīng）體，並形成巢狀網絡結構，其間有少量的方鎂石晶體。

電熔法（fǎ）

在生產電熔鎂鋁尖晶石時，一般采用拜爾(Bayer)法生產的Al2O3與高純MgO按尖晶石的（de）理論組成（chéng）混合（hé），也可以使用其（qí）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（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（yóu）於黏度（dù）高（gāo）而使熔體難於澆注，加入鉻礦對熔體和澆注均無副作用。通常混合料在可傾式電爐（lú）或者漩渦熔化爐（lú）中熔化熔融混合物（wù）固化-破碎成電熔（róng）鎂鋁尖晶石（shí）原（yuán）料。采用漩渦熔化爐可以熔（róng）製各種配方的電熔鎂鋁尖晶石，它（tā）是將選定（dìng）比例的混合料在該爐（lú）內（nèi）加熱到高於熔化溫度150250℃(熔池內（nèi）的極限溫度為2300℃)，所以可（kě）以熔煉熔點不高於21002150℃的熔體材料，電熔塊的不同位置，其（qí）結構是不同的，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（kuài）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，生產電熔尖晶石工藝的關（guān）鍵是（shì）如何獲得具有均勻結構（gòu）的產品，同（tóng）時適當地排除氣孔以（yǐ）減少產品的氣孔率偏析。

此外（wài），加入（rù）Cr2O3的另（lìng）一（yī）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（hé）料熔體（tǐ）澆注到金屬膜內，結晶成塊後形成尖晶石，尖晶（jīng）石含量在80%95%以（yǐ）上，其餘為矽酸鹽和玻璃狀物質。結晶塊中（zhōng）還存在二次尖晶石。在高於更低共熔點溫度下結晶的無雜（zá）質尖晶石稱為一次（cì）尖晶石;在低於（yú）更低共熔點溫度（dù）下結晶的尖晶石(有方鎂石夾（jiá）雜)固熔體稱為（wéi）二次尖晶石（shí）。通（tōng）常（cháng），二次尖晶石在熔塊的上部結晶，而一次尖晶石則主要在（zài）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（dù）不同的電熔鎂鋁尖晶石(其中有（yǒu）的晶體結構（gòu）缺陷（xiàn）較高)，用結構缺（quē）陷較高的尖晶石生產鎂鋁尖晶石製品時可保證在燒成（chéng）時具有所要求的（de）燒結活性。電熔鎂鋁（lǚ）尖晶石的（de）一個重要特（tè）征是在發（fā）育很大的結晶中，觀察到呈帶狀解理，並沿該解（jiě）理麵析出了活性的MgO。

以鎂鋁尖晶石為主體原料的尖晶石耐火材料，如：方鎂石尖晶石磚、尖晶（jīng）石方鎂石（shí）磚、尖晶石磚等已應用在鋼鐵、水泥、玻璃等工（gōng）業（yè）部（bù）門，並不斷開發新的領域。

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