鎂（měi）鋁（lǚ）尖晶石砂是以氧化（huà）鎂和三氧化二鋁為原料，經（jīng）高溫（wēn）煆燒合成的尖晶（jīng）石質耐火材料。該原料在自然界發現極少，工業用的鎂鋁尖晶石幾（jǐ）乎全是人工合成的。合成鎂鋁尖晶石MgOAl2O3的理（lǐ）論化學組成為MgO28.3%，Al2O371.7%，熔點為2135℃，具有耐（nài）高溫（wēn），熱穩定性好，抗渣性強，熱膨脹係數小（xiǎo）等優點（diǎn），是一種優質耐（nài）火原料（liào）。

鎂鋁尖晶石為等軸晶係、立方體、八（bā）麵體所構成的八麵體晶形，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（ér）下降。另外，由於MgAlO4生成中（zhōng）的MgO和Al2O3在氣氛（fēn）變化時不發生變化，所（suǒ）以（yǐ）它與（yǔ）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成方法是用（yòng）工業氧化鋁或高純（chún）度（dù）鋁礬（fán）土和輕燒氧化（huà）鎂為原料，按要求的配比加入，經細磨、混（hún）勻、成球、在回轉窯或豎（shù）窯中經1800℃以上高溫煆燒，或上（shàng）述原料按一定配比，在電弧爐中的2200℃左右的（de）高溫熔融而合（hé）成電熔鎂鋁尖晶石砂。

燒（shāo）結（jié）法（fǎ）

燒（shāo）結鎂鋁尖晶石（shí）砂比電熔鎂鋁（lǚ）尖晶石砂經濟，而（ér）且（qiě）在許多情況下，能夠代替電熔鎂鋁尖晶石砂（shā），燒結鎂鋁尖（jiān）晶石的工藝有兩種：其一是根據燒結程度（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幹燥，再於回轉窯內強化燒結。另一種工（gōng）藝是將Al2O3和MgO按所確定的比例共同細磨(或（huò）者各自（zì）磨（mó）細後再混合)，混合料（liào）幹粉成球，再於回轉窯內（nèi）強化燒結。其強化燒結的溫（wēn）度應在（zài）1900℃以上。

在燒結尖晶石中，有活性MgO均（jun1）勻分布在尖（jiān）晶石顆粒之（zhī）中，但在顆中觀察到了（le）很多的微孔，在微孔（kǒng）中析出（chū）了矽酸鹽，燒結尖晶石可采用氫氧化鋁、煉燒氧化鋁、片狀氧化鋁和電熔氧化鋁作為（wéi）氧化鋁原料，而采用碳酸鎂、氫氧化鎂和燒結氧化鎂作為氧化鎂原料。試驗（yàn）結果表明，生產燒結尖晶石最適合的原料（liào）是工業氧化鋁和（hé）燒結氧化鎂，其中，原料細磨粒度是關鍵的工藝（yì）參數。將配（pèi）料共同細磨、壓球，在1750℃以上（shàng）的（de）溫度煆燒可以獲得性能優良的鎂鋁尖晶石砂。控製合理的煆燒鎂鋁尖晶石砂的配（pèi）料，可以使其主晶相為細小的鎂鋁（lǚ）尖晶石晶體，並形成（chéng）巢狀網絡結構，其間有少量（liàng）的方鎂石晶體。

電熔法

在生產（chǎn）電熔鎂鋁尖晶石時，一般采用（yòng）拜爾(Bayer)法生（shēng）產的Al2O3與高純MgO按尖晶石的（de）理論組（zǔ）成（chéng）混合，也可以使用其他來源的氧（yǎng）化鋁和MgO作原料，混合料中MgO含量可以在35%50%之內選（xuǎn）定。因為混合料中MgO含量過（guò）高或偏低（dī）都會使熔（róng）化（huà）不佳，由於黏度高而使熔體難於澆注，加入（rù）鉻礦（kuàng）對熔體和澆注均無（wú）副作用。通常混合料在可傾式電爐或者（zhě）漩渦熔化爐中熔化（huà）熔融混合物固化-破碎成電熔（róng）鎂鋁尖晶石原料。采（cǎi）用漩渦熔化爐可以熔製各種（zhǒng）配方的電熔鎂鋁尖晶（jīng）石，它是將選定比例（lì）的混合料在（zài）該（gāi）爐內加熱到高於熔化溫度150250℃(熔池內（nèi）的極限溫（wēn）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（qí）結構是不同的，一般是上部和周邊的蜂（fēng）窩形氣孔數量多，其中符合理論（lùn）組成的尖晶石熔塊的氣孔率更大，但含有過量MgO和加入Cr2O3(一般以鉻礦形式加（jiā）入)的（de）熔塊的（de）氣孔率較低。因此，生產電熔尖晶（jīng）石工（gōng）藝的關鍵是（shì）如何獲得具有均勻結構的產品，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（shì）可以提高熔融材料的耐火度。符（fú）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（chéng）尖晶石，尖晶石含量在80%95%以上，其（qí）餘（yú）為矽酸鹽和玻（bō）璃狀物質。結晶塊中還存在二次尖（jiān）晶石。在高於更低（dī）共熔點溫度下結晶的無雜質尖晶石稱為一（yī）次尖晶石;在低於更低共熔點溫度下結晶的尖晶石(有方鎂石夾雜)固熔體（tǐ）稱為二次（cì）尖晶石。通常，二次尖晶石在熔塊的上部（bù）結晶，而一次尖晶（jīng）石則主（zhǔ）要在熔塊下部（bù）結晶。有（yǒu）Cr2O3時則發現晶格明顯畸變（biàn），說明Cr2O3按（àn）置換型（xíng）熔於尖晶石的晶格之內（nèi）。通過控製出爐熔體的冷（lěng）卻速度可（kě）以製（zhì）得結晶程度（dù）不同（tóng）的電熔鎂鋁（lǚ）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（shí）製品時可（kě）保證在燒成時具有所要（yào）求的燒結活性。電熔鎂鋁（lǚ）尖晶石的一個重要特征是在（zài）發育很大的結晶中，觀察到（dào）呈帶狀解理，並沿該解理麵析出了活性的MgO。

以（yǐ）鎂鋁尖（jiān）晶石（shí）為主體原料的尖（jiān）晶石耐火材料，如：方鎂石尖晶石磚、尖晶石方鎂石磚、尖（jiān）晶石磚等已應用在（zài）鋼鐵、水泥、玻璃（lí）等（děng）工業部門，並不斷開（kāi）發新的領域。

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