鎂鋁尖晶（jīng）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（zhì）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乎全是人工合成的。合成鎂鋁尖晶石MgOAl2O3的理論化學組成為MgO28.3%，Al2O371.7%，熔點（diǎn）為2135℃，具有耐高溫，熱穩定性好，抗渣性強，熱（rè）膨脹係數小等優點，是（shì）一種（zhǒng）優質耐火原料。

鎂鋁尖晶石為等（děng）軸（zhóu）晶係（xì）、立方體、八麵體所構成的八麵體晶形，無解理、熱震性好。MgAlO4同（tóng）MgO和Al2O3相比，膨（péng）脹係數低，熱導率小，並隨溫度上升而下降。另外，由於MgAlO4生（shēng）成中的MgO和Al2O3在氣氛變化時不發生變（biàn）化，所以它與FeCr2O4相比，在氧（yǎng）化還原氣氛中十分穩定（dìng）。鎂鋁尖晶（jīng）石砂的人工（gōng）合成方法是用工業氧化鋁或高純度鋁礬土（tǔ）和（hé）輕燒氧化鎂為原料，按要求的配比加入，經細磨、混勻、成球、在（zài）回轉窯（yáo）或豎窯（yáo）中經1800℃以上高溫煆燒，或上（shàng）述原料按一定配（pèi）比，在電弧爐中的2200℃左右的高溫熔融（róng）而合成電熔鎂鋁尖晶石砂（shā）。

燒結法

燒結鎂鋁尖晶（jīng）石砂比電熔鎂鋁尖晶石（shí）砂經濟，而且（qiě）在許多情況（kuàng）下，能夠代替電熔鎂鋁尖晶石砂，燒結鎂鋁尖晶石（shí）的工藝有兩種：其一是根據燒結程度，將選定Al2O3、MgO、水和結合劑（jì）磨細，並在（zài）筒磨機中（zhōng）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（suǒ）確定的比例共同細磨(或者各自磨細後再混（hún）合（hé）)，混合料幹粉成球，再於（yú）回轉窯內強化燒結。其強化燒結的溫度應在1900℃以上。

在燒結（jié）尖晶石中，有活（huó）性MgO均勻分布（bù）在尖晶（jīng）石顆粒（lì）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（cǎi）用氫氧化鋁、煉燒氧化鋁、片狀氧化鋁和（hé）電熔氧化（huà）鋁（lǚ）作為氧化鋁（lǚ）原料，而（ér）采用（yòng）碳酸鎂、氫氧化鎂和燒結氧化鎂作為氧化鎂原料。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（shāo）結氧化鎂，其（qí）中，原料細磨粒度是關鍵的工藝（yì）參數。將配料共同細磨、壓球，在1750℃以上（shàng）的溫度煆燒可以獲得性能優良的鎂鋁尖（jiān）晶石砂。控製（zhì）合理的煆燒鎂鋁尖晶石（shí）砂的配料（liào），可以使（shǐ）其主（zhǔ）晶相為細小的鎂（měi）鋁尖晶石晶體，並形成巢狀（zhuàng）網絡結構，其（qí）間有少量的方鎂石（shí）晶體。

電熔法

在生產（chǎn）電熔鎂鋁尖晶石時，一（yī）般（bān）采（cǎi）用拜（bài）爾(Bayer)法生產的（de）Al2O3與高純MgO按尖晶石的理論組成（chéng）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（hán）量可以在35%50%之內選定。因為混合料中（zhōng）MgO含（hán）量過（guò）高（gāo）或偏低都會使熔化不佳，由於黏度高（gāo）而使熔（róng）體難於（yú）澆注，加入鉻（gè）礦對熔體（tǐ）和澆注（zhù）均無副作用。通常混合（hé）料在可傾（qīng）式電爐或者漩渦熔化爐中（zhōng）熔化熔融混合物固化-破碎成電熔鎂鋁尖晶石（shí）原料。采用漩渦熔化爐可以熔製各（gè）種（zhǒng）配方（fāng）的電熔鎂鋁尖晶石，它是將選定比例的混合料在該（gāi）爐內加熱（rè）到高於熔化溫度150250℃(熔池內的（de）極限溫（wēn）度為2300℃)，所以可以熔煉熔（róng）點不高於21002150℃的熔體材料，電熔塊的不同位置，其結構是不（bú）同的，一般是上部和周邊的蜂窩形氣孔數量（liàng）多，其中（zhōng）符合（hé）理論組成（chéng）的尖晶石熔塊的氣孔（kǒng）率更（gèng）大，但含有（yǒu）過量MgO和（hé）加（jiā）入Cr2O3(一般（bān）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鍵是如何獲得具（jù）有均勻（yún）結構的產品，同（tóng）時適當地排除氣孔（kǒng）以減少產品的氣孔率偏析（xī）。

此外，加入Cr2O3的另一個優點是可以提（tí）高熔融材料的耐火度。符合理論組成的混（hún）合料（liào）熔體澆注到金屬膜內，結晶成塊後形成尖（jiān）晶石，尖晶石含量在80%95%以上（shàng），其餘為（wéi）矽酸（suān）鹽和玻璃（lí）狀物質。結晶（jīng）塊中還存在二次尖晶石。在高於（yú）更低共（gòng）熔點（diǎn）溫度下結晶的無雜質尖晶石稱為一次尖晶石;在低於（yú）更低（dī）共熔點溫度下結晶的尖晶石(有方鎂（měi）石夾雜)固熔體稱為二（èr）次尖晶石。通常，二次尖晶石在熔塊的上（shàng）部結晶（jīng），而一次尖（jiān）晶（jīng）石則主要在熔塊下部結晶。有Cr2O3時則發現晶格明顯畸變，說明Cr2O3按置換型熔於尖晶石的（de）晶格之內。通過（guò）控製（zhì）出爐熔（róng）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（zhōng）有的晶體結構缺（quē）陷較高)，用（yòng）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所要求的燒（shāo）結活性。電（diàn）熔鎂鋁尖晶石的一個重要特征是在發育很大的結晶中，觀察到呈帶（dài）狀解理，並沿該解理麵析出了活性的MgO。

以鎂鋁尖晶石為主體原料的尖晶（jīng）石耐火材料，如：方鎂石尖晶石磚、尖晶（jīng）石方鎂石磚、尖晶石磚等已應用（yòng）在鋼（gāng）鐵、水泥、玻璃等工業部門，並不斷開發（fā）新（xīn）的領（lǐng）域。

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