鎂鋁尖晶（jīng）石砂是（shì）以氧化鎂和三氧化二鋁為原料，經高溫煆燒合成（chéng）的尖晶石質耐火材料。該原料（liào）在自然界發現極少，工業用的鎂鋁（lǚ）尖晶石幾乎全是人工合成的。合成鎂鋁尖晶石MgOAl2O3的理論化（huà）學組（zǔ）成為MgO28.3%，Al2O371.7%，熔點為2135℃，具有耐高溫，熱穩定性好，抗（kàng）渣性強，熱膨脹係（xì）數小等優點，是一種優（yōu）質耐火（huǒ）原料。

鎂鋁（lǚ）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（lǐ）、熱（rè）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（shēng）而下（xià）降。另外，由於MgAlO4生成中的MgO和Al2O3在氣氛變化時不發生變化，所以它與FeCr2O4相比，在氧化還原氣氛（fēn）中十分穩定（dìng）。鎂（měi）鋁尖晶石砂（shā）的人工合（hé）成方法是（shì）用工（gōng）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、成球、在回轉窯或豎窯中經1800℃以上高溫煆燒，或上述原料按一定配比，在電弧爐中的2200℃左右的高溫（wēn）熔（róng）融而（ér）合成電熔鎂鋁尖晶石（shí）砂。

燒（shāo）結法

燒結鎂鋁尖（jiān）晶石砂比電熔鎂鋁尖晶石砂經濟，而且在許多情況下，能夠代替電熔鎂鋁尖晶石砂，燒結鎂鋁尖晶（jīng）石的工（gōng）藝（yì）有兩種：其一是（shì）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幹燥，再（zài）於回轉窯內（nèi）強化燒結。另一種工藝是將Al2O3和MgO按所確定的比例共同細磨（mó）(或者各自磨細後再混合)，混合（hé）料幹粉成球，再於回轉（zhuǎn）窯內強化燒結。其強化燒結的（de）溫度應在1900℃以上。

在燒結尖晶石中（zhōng），有活性MgO均勻分布在尖（jiān）晶（jīng）石顆粒之中，但在顆中觀察到了很多的微孔，在微孔中析出了矽酸鹽，燒結尖晶石可（kě）采用氫（qīng）氧化鋁、煉燒氧化（huà）鋁、片狀氧化鋁和電熔氧化鋁作為氧化鋁原料，而采用碳酸鎂、氫氧化鎂和燒結氧化鎂（měi）作為氧化鎂原料。試驗結果表明，生產燒結尖晶石最適合的原料是工業氧化鋁和燒結（jié）氧（yǎng）化（huà）鎂（měi），其中，原料細磨粒（lì）度是（shì）關鍵的（de）工藝（yì）參數。將配料共同細磨、壓球，在1750℃以上的溫度煆燒可以獲得性能優良的鎂鋁尖（jiān）晶石砂。控製合理的煆燒鎂鋁尖晶石砂的配料，可以使其主晶相為細小的鎂鋁尖晶石晶體，並形成（chéng）巢狀網（wǎng）絡結（jié）構，其間有少（shǎo）量的方鎂（měi）石晶體。

電熔法

在生產電熔鎂（měi）鋁（lǚ）尖晶石時，一般采用拜爾(Bayer)法生產的Al2O3與高純MgO按尖（jiān）晶石的理論組成混合，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（zhī）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（nián）度高而（ér）使熔體難於澆（jiāo）注，加入鉻礦對熔體和澆（jiāo）注均無副作用。通常混合料在可（kě）傾式電爐或（huò）者漩渦熔化爐中熔化熔（róng）融混合物固化-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（de）電熔鎂鋁尖晶（jīng）石，它（tā）是將選定比例的混（hún）合料在該爐內加熱到高於熔化溫度150250℃(熔池內的極（jí）限溫度為2300℃)，所以可以熔煉熔點不高於21002150℃的熔體材料，電熔塊的不同位置，其結構是不同的，一般是上部和周（zhōu）邊的（de）蜂窩形氣孔（kǒng）數量多，其中符合理論組（zǔ）成的尖（jiān）晶石熔塊的氣（qì）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（jiào）低。因此，生產電熔（róng）尖晶石工藝的關鍵是如何（hé）獲得具有均勻結構的產品，同時適當地排除氣孔以減少（shǎo）產品（pǐn）的氣孔率偏析（xī）。

此（cǐ）外，加入Cr2O3的另一個優點是（shì）可以提（tí）高熔融材料的（de）耐火度。符合理論組成的混合料熔體澆注到金屬（shǔ）膜內，結晶成塊後（hòu）形成尖晶石，尖晶石含量在80%95%以上，其餘為矽酸鹽和玻璃（lí）狀物質。結晶（jīng）塊（kuài）中還存在（zài）二次尖晶石。在高於更低共熔點溫度下結晶的無雜質尖晶石稱為一次尖晶石;在（zài）低於更低共熔點溫度下結晶（jīng）的尖晶石(有方鎂石夾雜)固熔體稱為二次尖晶石。通常，二次尖晶石在（zài）熔塊的上部結晶，而一次尖晶石則主要（yào）在熔塊下部結（jié）晶。有Cr2O3時則發現晶格明顯畸變，說明Cr2O3按置換型熔於尖晶石（shí）的晶格之內。通過控製出（chū）爐熔體的冷卻速度可以製得結晶（jīng）程度不同的電熔鎂鋁尖晶石(其中有（yǒu）的晶體結構缺（quē）陷較高（gāo）)，用結構缺（quē）陷較高的尖晶石生產鎂鋁尖（jiān）晶石製品時可保證在燒成（chéng）時具有（yǒu）所要求（qiú）的燒結活性。電（diàn）熔鎂鋁尖晶石的一個重要特征是（shì）在發育很大的結（jié）晶中，觀察到呈帶狀（zhuàng）解（jiě）理，並沿該解理麵析出了活性的MgO。

以（yǐ）鎂鋁（lǚ）尖晶石（shí）為主體原料的（de）尖晶石耐火材料，如：方鎂石（shí）尖晶石磚、尖（jiān）晶石方鎂石磚、尖晶石磚等已應用在鋼鐵、水泥、玻璃等（děng）工業部門（mén），並不斷開發新的（de）領域。

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