鎂鋁尖晶石（shí）砂是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（yuán）料在自然界發現極少，工業用的鎂鋁尖晶石幾乎全是人工（gōng）合成的。合成鎂鋁尖晶石MgOAl2O3的理論化學組成為MgO28.3%，Al2O371.7%，熔點為2135℃，具（jù）有耐（nài）高溫，熱穩定性好，抗渣性強，熱膨脹係數小等優點，是一（yī）種優質（zhì）耐火（huǒ）原料。

鎂（měi）鋁（lǚ）尖晶石為等軸晶（jīng）係、立方體、八麵體所構成的八麵體晶形，無解（jiě）理、熱震（zhèn）性好（hǎo）。MgAlO4同MgO和Al2O3相比，膨脹係數（shù）低，熱（rè）導（dǎo）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（biàn）化時不發生變化，所以它與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（shì）用工業氧（yǎng）化鋁或高（gāo）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（zài）回轉窯或豎窯中經1800℃以（yǐ）上高溫煆燒，或上述原料按一定配比，在電弧爐中的2200℃左（zuǒ）右的高溫熔融而合成電熔鎂鋁（lǚ）尖（jiān）晶石砂。

燒結法

燒結鎂鋁尖晶石砂比電（diàn）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，燒結鎂鋁尖晶石的工藝（yì）有兩種：其一是根據燒結程度，將選定（dìng）Al2O3、MgO、水和結合劑磨（mó）細，並在筒磨機中混合後成型並幹（gàn）燥，再於回轉窯內（nèi）強化燒結。另一種工藝是（shì）將Al2O3和MgO按（àn）所確定的比例（lì）共同細磨(或者各自磨細後再混合)，混合料幹粉成球，再於回（huí）轉窯內強化燒（shāo）結。其強化（huà）燒結的溫度應在1900℃以上。

在燒結尖晶石中，有活（huó）性MgO均（jun1）勻分布在尖晶石顆粒之中，但在顆中觀察到了很（hěn）多的微孔（kǒng），在微孔中析出了矽酸鹽，燒結（jié）尖晶石可采用氫氧化鋁、煉燒氧化鋁、片狀（zhuàng）氧化鋁（lǚ）和電熔氧化鋁作為氧化鋁原料，而采用碳（tàn）酸鎂、氫氧化鎂和燒（shāo）結氧化鎂作為氧化鎂原料。試驗（yàn）結果表明，生產燒結尖晶（jīng）石最適（shì）合的原料是工業氧化鋁和燒結氧（yǎng）化鎂，其中（zhōng），原（yuán）料細磨粒（lì）度是關（guān）鍵（jiàn）的工藝參數。將配料共同細磨、壓球（qiú），在1750℃以上（shàng）的溫度煆（duàn）燒可以（yǐ）獲得性能優良（liáng）的鎂鋁尖晶石砂。控製合理（lǐ）的煆燒鎂（měi）鋁（lǚ）尖晶（jīng）石砂的配（pèi）料，可以使其（qí）主晶相為（wéi）細小的鎂（měi）鋁尖晶石晶體，並形（xíng）成巢狀網絡結構，其間有少量的方鎂石晶體（tǐ）。

電熔法

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按尖晶石的理論組成混合，也可以使用其他來源的氧化鋁（lǚ）和MgO作原料，混合料中MgO含量可以在（zài）35%50%之內選定。因為混合料中MgO含量過高或偏低都會使熔化不佳（jiā），由於黏度高而使熔體難於澆注，加入鉻礦對熔體和澆注均無副作（zuò）用。通常混合料在可傾式電爐或者漩渦熔化爐中熔化熔融混合（hé）物固（gù）化-破碎成電熔鎂（měi）鋁尖晶石原料。采（cǎi）用漩（xuán）渦熔化爐可以（yǐ）熔製各種配方的電熔鎂鋁尖晶石，它是將選（xuǎn）定比（bǐ）例的混合料在該爐內加熱到高於熔化溫度150250℃(熔池內的極限溫度為2300℃)，所以可以熔煉熔點不高於21002150℃的熔體材料（liào），電熔塊的不同位置，其結構是不同的，一般（bān）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的氣孔率更大（dà），但含有過量MgO和加入Cr2O3(一般以鉻（gè）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）鍵是如何獲得具有均勻結構的產品（pǐn），同時適當地排除氣孔以減少產品的（de）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。符合理論組成的混合（hé）料熔（róng）體澆注到（dào）金屬膜內，結晶成塊後形成尖晶石，尖晶石含量在80%95%以上，其餘（yú）為矽酸鹽和玻璃狀物質。結晶塊中還存在二次尖晶石。在高於更低共熔（róng）點溫度（dù）下結晶的無雜質尖晶石稱為一次尖晶石;在低於更低共熔點溫度下結晶的（de）尖晶石(有方鎂石夾雜)固熔體（tǐ）稱為二次尖晶石。通常，二次尖晶石在熔塊的上部結晶，而一次（cì）尖晶石則主要在熔塊下部結晶。有Cr2O3時則（zé）發現晶格明顯畸變，說明Cr2O3按置換型熔於尖晶石的晶格之（zhī）內。通過控製出爐熔體的冷卻速度可以製得結晶程（chéng）度不同的電熔鎂鋁尖晶石(其中有的（de）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）製品時可保證在燒成（chéng）時具有所要（yào）求（qiú）的燒結活性。電熔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，並沿該解理麵析出了活（huó）性的MgO。

以鎂鋁（lǚ）尖晶（jīng）石為（wéi）主（zhǔ）體原料的尖晶石（shí）耐火材料，如：方鎂石尖晶石磚、尖晶石方鎂石磚、尖晶石磚等已應用在鋼鐵、水泥、玻（bō）璃等工業（yè）部門，並不斷開發（fā）新的領域。

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