鎂（měi）鋁尖晶石砂（shā）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（zhì）耐火（huǒ）材料。該原料在自（zì）然界發現（xiàn）極少，工業（yè）用的（de）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（lǐ）論化學組成（chéng）為MgO28.3%，Al2O371.7%，熔點為2135℃，具有耐高溫，熱穩定性好，抗渣性強，熱膨脹係數小等優點，是一種優質耐（nài）火原料。

鎂鋁尖晶（jīng）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（rè）震性好。MgAlO4同MgO和Al2O3相比，膨脹係數（shù）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在氣氛變化時不（bú）發生（shēng）變化，所以（yǐ）它與FeCr2O4相（xiàng）比，在氧化還原氣氛中十（shí）分穩定。鎂（měi）鋁尖晶石砂的人工合（hé）成（chéng）方法（fǎ）是用工業氧化鋁或高純度鋁礬土和輕燒氧化鎂為原料，按要求的配比加入，經細磨、混勻、成（chéng）球、在回轉窯或豎窯中經（jīng）1800℃以（yǐ）上高溫煆燒，或上述原料按一定配比，在電弧（hú）爐中的2200℃左右的高溫熔融而合成電熔（róng）鎂鋁尖晶石砂。

燒結法

燒結鎂鋁尖晶石砂比電熔（róng）鎂鋁尖（jiān）晶石砂經濟，而且（qiě）在許多情況下，能夠代替電熔鎂鋁尖（jiān）晶石砂，燒結鎂鋁尖晶石的工（gōng）藝有兩種：其一是根據燒結（jié）程度（dù），將選定Al2O3、MgO、水和結合劑磨（mó）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。另一種工藝是將Al2O3和MgO按所確定的比例共（gòng）同細磨(或者各（gè）自磨細後再（zài）混合)，混合料幹粉成球，再於（yú）回轉窯內強化燒結。其強化燒（shāo）結的溫（wēn）度應在1900℃以上。

在燒結尖晶石中，有活（huó）性MgO均勻分布在尖晶石顆粒之中，但在顆中觀察到了很多的微孔，在微孔（kǒng）中析出了矽酸鹽，燒結尖晶石可采用氫（qīng）氧化鋁、煉燒氧化鋁、片（piàn）狀氧化鋁和（hé）電熔氧化鋁作為氧化（huà）鋁原料，而采用碳酸鎂、氫氧化鎂和燒（shāo）結氧化鎂作為氧化鎂（měi）原料。試驗結果表明，生產燒結尖（jiān）晶石最適合的原料是工業氧（yǎng）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，在1750℃以上的溫度煆燒可以（yǐ）獲得性能優良的鎂鋁尖晶（jīng）石砂。控（kòng）製合理的煆燒鎂鋁尖晶石（shí）砂的配料，可以使其主晶相為細小的鎂鋁（lǚ）尖晶石晶體（tǐ），並形成巢狀網（wǎng）絡結構，其間有少（shǎo）量的方鎂（měi）石晶體（tǐ）。

電熔法

在生產電熔鎂鋁尖晶（jīng）石時（shí），一般采（cǎi）用拜爾(Bayer)法生產的Al2O3與高純MgO按尖晶石的理論（lùn）組成混合，也可以使用其他來源的氧化鋁和（hé）MgO作原料，混合料中MgO含（hán）量（liàng）可以在35%50%之內選定。因為混合料中MgO含量過高（gāo）或偏低都會使熔化不佳，由於黏度高而使熔體難於澆注，加入鉻礦（kuàng）對熔（róng）體（tǐ）和澆注均無（wú）副作（zuò）用。通（tōng）常混合料在可傾式電爐或者漩渦熔化（huà）爐中（zhōng）熔化熔融混合物固化（huà）-破碎成（chéng）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電熔鎂鋁尖晶（jīng）石（shí），它是將選定比（bǐ）例的混（hún）合料在該爐內加熱到高（gāo）於熔化溫度150250℃(熔池內的極限溫度為2300℃)，所以可以熔煉熔點不（bú）高於21002150℃的熔體材料，電熔（róng）塊的不同位置，其結構是（shì）不同的，一（yī）般是上部和周邊的蜂窩（wō）形氣孔數量多（duō），其中符合理（lǐ）論（lùn）組成的尖晶石熔塊的（de）氣孔率更大，但含有（yǒu）過量MgO和加入（rù）Cr2O3(一般以鉻礦（kuàng）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結構的（de）產品，同時適當地（dì）排除氣孔以減少產品的氣孔（kǒng）率（lǜ）偏析。

此外，加入Cr2O3的另一個（gè）優點是可以提高熔融材料的耐火度（dù）。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（yǐ）上，其（qí）餘為（wéi）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（gòng）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）低共熔點溫度下結晶的尖晶石(有方鎂石夾雜)固熔體稱為二次尖晶石。通常（cháng），二次尖晶石在熔塊的上部結晶，而一次尖晶石則主（zhǔ）要在（zài）熔塊下（xià）部結晶。有Cr2O3時則（zé）發現晶格明顯畸變，說明Cr2O3按置換型（xíng）熔於尖晶石的晶格之內。通過控製出（chū）爐熔體的冷（lěng）卻速（sù）度可以製得結晶程度不同的電熔鎂鋁尖晶石(其中（zhōng）有的晶體結構缺陷較高)，用結構缺陷較高的尖晶（jīng）石生產鎂（měi）鋁尖晶石製品時（shí）可保證在燒成時（shí）具有所要求的燒結活性。電熔（róng）鎂鋁尖晶石的一個重要特征是（shì）在發育很大的結晶中，觀察到呈帶狀解理，並（bìng）沿（yán）該解理麵析出了活性的MgO。

以鎂（měi）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（jiān）晶石方鎂石磚、尖晶石磚等已應用在鋼（gāng）鐵、水泥、玻璃等工業部門，並不斷（duàn）開發新的領（lǐng）域。

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