鎂鋁尖晶石砂是以氧化鎂和三氧化二鋁為原（yuán）料，經高溫煆燒合成的（de）尖晶石質耐火材料。該原料在自然界發（fā）現（xiàn）極少，工業用的鎂（měi）鋁尖晶石幾乎全是人工合成的。合成鎂鋁尖晶石MgOAl2O3的（de）理論化學組成為MgO28.3%，Al2O371.7%，熔點為（wéi）2135℃，具有耐高溫，熱穩定性好，抗渣性強，熱膨脹（zhàng）係數小等（děng）優點，是一（yī）種優質耐火原料。

鎂鋁尖晶石為等軸晶係、立方體、八麵體所（suǒ）構成的八麵體晶形，無解理、熱震性好（hǎo）。MgAlO4同MgO和Al2O3相比，膨脹係（xì）數低，熱導率小，並隨溫（wēn）度上升（shēng）而下降。另外，由（yóu）於（yú）MgAlO4生成中的MgO和Al2O3在氣氛變化（huà）時不發生變化，所以它與FeCr2O4相比，在氧化還原氣氛中十分穩（wěn）定。鎂鋁尖晶石砂的人工合成方法是用工業（yè）氧化鋁或高純度鋁礬土和輕燒氧化（huà）鎂為原料，按要求的配比加（jiā）入，經細（xì）磨、混勻、成球、在回轉窯或豎窯中經1800℃以上高溫（wēn）煆燒，或上述原（yuán）料按一定配比，在電弧爐中的（de）2200℃左右的高溫熔（róng）融而合成電熔（róng）鎂（měi）鋁尖（jiān）晶石砂。

燒結法

燒結鎂鋁尖晶石（shí）砂比電熔（róng）鎂鋁（lǚ）尖晶石（shí）砂經濟，而且在許多情況下，能夠（gòu）代替電熔鎂鋁尖晶石砂，燒結鎂鋁（lǚ）尖晶石（shí）的工（gōng）藝（yì）有兩種：其（qí）一是根據燒結程度，將選定Al2O3、MgO、水和結合劑磨細，並在筒磨機（jī）中（zhōng）混合後成型並幹燥，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（mó）(或者各自磨細後再混合)，混合料幹粉成球，再於回轉窯內（nèi）強化燒結。其強化燒結的溫度應在1900℃以上。

在燒結尖晶石中，有活性MgO均勻分布在尖晶石顆粒之中，但在顆中（zhōng）觀（guān）察到了很多的微孔，在微孔中析出（chū）了矽酸鹽，燒結尖（jiān）晶石可采用（yòng）氫氧化鋁（lǚ）、煉燒氧化鋁、片狀氧化鋁和（hé）電熔氧化鋁作為氧化鋁原料，而采用碳酸鎂、氫氧（yǎng）化鎂和燒結氧化鎂作為氧化鎂原料。試驗結果表明，生產（chǎn）燒結尖晶石最適合的原料是工業氧化（huà）鋁和燒結氧化鎂（měi），其中，原料（liào）細（xì）磨粒度是關鍵的工藝參數。將（jiāng）配料共同細磨（mó）、壓球，在1750℃以上的溫度煆燒可以獲（huò）得性能優良的鎂鋁尖晶石砂。控製合理的煆燒（shāo）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，並形成巢狀網絡結構，其間有少量的方鎂石晶體。

電熔法

在生產電熔鎂鋁（lǚ）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（zǔ）成混合，也可以使用其他來源的（de）氧化鋁和MgO作原料（liào），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（huì）使熔化不（bú）佳，由於黏度高而使熔體難於澆注，加入（rù）鉻礦對熔（róng）體和（hé）澆注均無副作用（yòng）。通常混合料在可傾式電爐或者漩渦熔化爐中熔化熔融（róng）混合（hé）物固化-破碎成（chéng）電熔鎂鋁尖晶石原料。采用漩（xuán）渦熔化爐可以熔製（zhì）各種配方的電熔鎂鋁尖晶石（shí），它是將（jiāng）選（xuǎn）定比例的（de）混合料在該爐內加熱到高於（yú）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（tǐ）材料，電熔塊的不同位置，其結構是不同的，一般是上部和周邊的蜂窩形（xíng）氣孔數量多，其（qí）中符合理論組成的尖晶石熔塊的氣孔率更大，但含有（yǒu）過量MgO和加（jiā）入Cr2O3(一般（bān）以鉻礦形式加入)的（de）熔塊的氣孔率較低。因此（cǐ），生產電（diàn）熔尖晶石工藝（yì）的關鍵是如何（hé）獲得具有均勻（yún）結構的（de）產品，同時適（shì）當地排除氣孔以（yǐ）減少產品的氣孔率偏析。

此外，加入Cr2O3的另（lìng）一個優點是可以提高熔融材料的耐火（huǒ）度。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（jiān）晶石，尖晶石含量在80%95%以上，其餘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（yú）更低共熔點溫度下結晶的無雜質尖晶石稱為一次尖晶（jīng）石;在低於更低共熔點溫度下結晶的尖晶石(有方鎂石夾雜（zá）)固熔體（tǐ）稱為二次尖晶石。通（tōng）常，二次尖晶石在熔塊的（de）上部結晶（jīng），而一次尖晶石（shí）則主要在熔塊下部結晶。有Cr2O3時則（zé）發現晶格（gé）明顯畸變，說明Cr2O3按置換型熔於尖晶石（shí）的晶格之內。通過控製出爐熔體的冷卻速度可以製得結晶程度不同的（de）電（diàn）熔鎂鋁尖晶石(其中有（yǒu）的晶（jīng）體結構缺陷較高)，用結構缺陷較（jiào）高的尖（jiān）晶石生產鎂鋁尖晶石製（zhì）品時可保證在燒（shāo）成時具有所要求的燒結活性（xìng）。電熔鎂鋁尖晶石的一個重要特（tè）征是在發育很大的結晶中（zhōng），觀察到呈帶狀解理，並沿該解理麵（miàn）析出了活性的MgO。

以（yǐ）鎂鋁尖晶石為主體原（yuán）料的（de）尖晶石耐火材料，如：方鎂石尖晶石磚（zhuān）、尖晶石方（fāng）鎂石磚（zhuān）、尖（jiān）晶石磚等已應用在鋼鐵、水泥、玻璃等工業部（bù）門，並不斷（duàn）開發（fā）新的領域。

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