鎂鋁尖晶石砂是以（yǐ）氧化鎂和三（sān）氧化（huà）二鋁為（wéi）原料，經高溫煆燒合成的尖晶石質耐火（huǒ）材料。該（gāi）原料在自然界發現極少，工業用的鎂鋁尖晶（jīng）石幾乎全（quán）是人工合成（chéng）的。合成鎂鋁尖晶石MgOAl2O3的理論化學組成（chéng）為MgO28.3%，Al2O371.7%，熔點為2135℃，具有耐（nài）高溫，熱穩定性好，抗渣性強，熱膨脹（zhàng）係數小等優點，是一種優質耐火原料。

鎂鋁尖晶石為（wéi）等軸晶係、立方體、八麵體所構成的八（bā）麵體晶（jīng）形，無解理、熱震性好。MgAlO4同MgO和Al2O3相比，膨脹係數低（dī），熱（rè）導率小（xiǎo），並隨（suí）溫度上升而下降。另外，由（yóu）於MgAlO4生成中的MgO和Al2O3在氣（qì）氛變（biàn）化時不發生變（biàn）化，所以它與FeCr2O4相比，在氧化（huà）還原氣氛中（zhōng）十分穩定。鎂（měi）鋁尖晶石砂的人工合成方（fāng）法是用工業氧化鋁或高純度鋁（lǚ）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（zhuǎn）窯（yáo）或（huò）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（de）2200℃左（zuǒ）右的高溫熔融而合成電熔鎂鋁尖晶石砂。

燒結法

燒（shāo）結鎂鋁尖晶石砂比電熔鎂鋁尖（jiān）晶石砂經濟，而（ér）且在許多情況（kuàng）下，能夠代替（tì）電熔鎂鋁尖晶石砂，燒結鎂鋁尖晶石的工藝有兩種（zhǒng）：其一是根據燒結程度，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。另一種工藝是將Al2O3和MgO按所確定的比例共同細磨(或者各（gè）自磨細後再混合)，混合料幹粉成（chéng）球，再於回轉窯內強化燒結。其（qí）強化燒結的溫度應在1900℃以上。

在燒結尖晶石中，有活性MgO均（jun1）勻（yún）分布在尖晶石顆粒之中，但（dàn）在顆中觀察到了很多的微孔，在微孔中析出（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氧化鋁原料，而采用碳酸鎂、氫氧化鎂和燒結氧化鎂作為（wéi）氧化鎂原（yuán）料。試驗結果表明（míng），生（shēng）產燒結尖（jiān）晶石最適（shì）合的原（yuán）料（liào）是工業氧化鋁和燒結氧（yǎng）化鎂（měi），其中，原料細磨粒度是關鍵的工藝參數。將（jiāng）配料共同細磨、壓（yā）球，在1750℃以上的溫度煆燒（shāo）可以獲（huò）得性能優（yōu）良的鎂鋁尖晶石砂。控製合理的煆（duàn）燒鎂鋁尖晶石砂的配料，可以使其（qí）主晶相為細小的鎂鋁（lǚ）尖晶石晶體（tǐ），並形成巢狀網絡結構，其間有少（shǎo）量的方鎂石晶體。

電熔法

在生產電熔鎂鋁尖晶石時，一般（bān）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（yǐ）在35%50%之內選定。因為混合料中MgO含量過（guò）高或偏低（dī）都會使熔化不佳，由於黏度高而使熔體難於澆注，加入鉻礦對熔體和澆注均（jun1）無副作用。通常混合料在可傾式電爐（lú）或者漩渦熔化爐中熔化熔融混合物固化（huà）-破碎成電熔鎂鋁尖晶石原（yuán）料。采用漩渦熔化爐可以熔製各種配方的電熔鎂（měi）鋁尖晶石，它是（shì）將（jiāng）選定比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（róng）塊的不同位置，其結構（gòu）是不同的，一般是上部和周（zhōu）邊的蜂窩形（xíng）氣孔數量多（duō），其中符合（hé）理論組成的尖晶（jīng）石（shí）熔（róng）塊的（de）氣孔率更（gèng）大，但含有過量MgO和加入Cr2O3(一般以（yǐ）鉻礦形式加入（rù）)的熔塊的氣孔（kǒng）率較低。因（yīn）此，生產電熔尖晶石工藝的關鍵是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（wài），加入（rù）Cr2O3的另一個優點是可以提高（gāo）熔融材料的耐（nài）火度（dù）。符合理論組成的混合料熔體澆注到金（jīn）屬膜內，結晶成塊後形成尖晶石，尖晶石含量在80%95%以上（shàng），其餘為矽酸鹽（yán）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（wēn）度下結晶的尖晶石(有方鎂（měi）石夾雜)固熔體稱（chēng）為二次（cì）尖晶石。通常，二次尖晶石（shí）在熔塊的上部結晶，而一次尖晶石則主（zhǔ）要在熔塊下（xià）部結晶（jīng）。有Cr2O3時則發現（xiàn）晶格明（míng）顯畸變，說明Cr2O3按置（zhì）換型熔於尖晶石的晶格之內。通過（guò）控製出爐熔體的冷卻（què）速度可以製得結晶程度不（bú）同的電熔鎂鋁尖晶石(其中有的晶體結構缺陷較高（gāo）)，用結構（gòu）缺陷較高的尖晶石生（shēng）產鎂鋁尖晶石製品時可保（bǎo）證在燒成時具有所要求的燒結活（huó）性。電熔鎂鋁尖晶石的一個重要特征是在發（fā）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性的MgO。

以鎂鋁尖晶石為主體原（yuán）料的尖晶石耐火材料（liào），如：方鎂石尖晶石磚、尖晶石方（fāng）鎂石磚、尖晶石磚等（děng）已（yǐ）應用在鋼鐵、水泥、玻璃等工業部門（mén），並不斷開發新的領域（yù）。

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