鎂鋁尖晶石砂是以氧化鎂和三氧化二鋁為原料，經高溫（wēn）煆燒（shāo）合成的尖晶石質耐火材料。該原料（liào）在自然界發現極少，工業用的鎂鋁尖（jiān）晶石幾乎全是人工（gōng）合成的（de）。合成鎂鋁尖晶（jīng）石MgOAl2O3的理論化（huà）學組成為MgO28.3%，Al2O371.7%，熔點（diǎn）為2135℃，具有耐高溫，熱穩定性（xìng）好，抗渣性強，熱膨脹係數小等優點，是一種優質耐（nài）火（huǒ）原料（liào）。
鎂鋁尖晶石為等軸晶係、立方體、八麵體所構成的（de）八麵體晶（jīng）形，無解理（lǐ）、熱震性好。MgAlO4同MgO和Al2O3相比，膨脹係數低，熱導率小，並隨溫度上升而下降。另外，由於MgAlO4生成中的MgO和（hé）Al2O3在氣氛變（biàn）化時不發生變化，所（suǒ）以它與FeCr2O4相比，在氧化還原氣氛中十分穩定。鎂鋁尖晶石（shí）砂的人工合成方法（fǎ）是（shì）用工業氧（yǎng）化鋁或高純度鋁礬土和輕燒氧化鎂為原料，按要求的配比加（jiā）入，經細磨、混勻、成球、在回轉窯或豎窯中經1800℃以上高溫煆燒，或上述原料按一定配比，在電弧爐中的2200℃左右的高溫熔融而合（hé）成電熔鎂鋁尖晶石砂。
燒結法
燒結鎂鋁尖（jiān）晶石砂比電熔鎂鋁尖晶石（shí）砂經濟，而且在許（xǔ）多（duō）情況下，能夠代替電熔鎂鋁尖晶（jīng）石砂，燒結鎂鋁尖晶石的工藝有兩種：其一是根（gēn）據燒結程度，將選定Al2O3、MgO、水和結合劑磨細，並在筒磨（mó）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(或者各自磨細後再混合（hé）)，混合料幹粉成（chéng）球，再於回轉窯內強化燒結。其強化燒結（jié）的溫（wēn）度應在1900℃以上。
在燒結尖晶石（shí）中，有活性MgO均勻分布在尖晶石顆粒之中，但在顆中（zhōng）觀察到了很多的微孔，在（zài）微孔中析出了（le）矽酸鹽，燒結尖晶（jīng）石可采用氫氧化鋁、煉燒氧化鋁、片狀氧化鋁和電熔氧化鋁（lǚ）作為氧化鋁原料（liào），而采用（yòng）碳酸鎂、氫氧化鎂和燒結氧化鎂作（zuò）為氧化鎂原料。試驗結果表明，生產燒結尖晶石最（zuì）適合的原料（liào）是工業氧化鋁和燒結（jié）氧化鎂，其中，原料細磨粒（lì）度是關鍵的（de）工藝參數。將配料共同（tóng）細磨、壓球，在1750℃以上（shàng）的（de）溫度煆（duàn）燒可以獲（huò）得性能優良（liáng）的鎂鋁尖晶（jīng）石砂。控製合理的煆燒鎂鋁尖晶石砂的（de）配（pèi）料，可以使其主晶相為細小的鎂鋁（lǚ）尖晶石晶體，並形成巢狀網絡結構，其間有少量的方鎂石晶體。
活性尖晶石（shí）與燒結尖晶（jīng）石不同，它是（shì）在較低溫度下(12001300℃)合成的。由於合（hé）成溫度較低（dī），細粉狀的混合料，沒（méi）有完全轉變為尖晶石。根據X射線衍射的結果，按理論的組成配料的活（huó）性尖晶石中，分別含有少量(約10%15%)的（de）α-Al2O3和痕量(約（yuē）為5%10%)的MgO。生產活性尖晶石的關鍵是輕燒溫（wēn）度，當溫度太高時，Al2O3和（hé）MgO會完（wán）全合成（chéng）尖晶石，因而細粉的表麵積和燒結性能都降低;當溫度太低時，尖晶石（shí）的合成不（bú）足，活性Al2O3和MgO太多。活（huó）性尖晶石作為生產耐火材料中的細粉即活性細粉，可使材料具有所希望的（de）更大密度，將活性尖晶石經細粉碎—幹粉（fěn）壓（yā）球（qiú）—燒結的工藝生產尖晶石時，在1700℃下燒結即能獲得高密度尖晶石砂，其體積密度能達到（dào）3.4g/cm3以上。
電熔法
在生產（chǎn）電熔鎂鋁（lǚ）尖晶石時，一般采用拜爾（ěr）(Bayer)法生產的Al2O3與（yǔ）高純MgO按尖晶石的理論組成混合，也可以使用其（qí）他來源的（de）氧化鋁和MgO作原料，混（hún）合料中MgO含量可以在35%50%之內選（xuǎn）定。因為混合料中MgO含量過高或（huò）偏低都會使熔化不佳，由於黏度高而（ér）使熔體難於澆注，加入鉻礦對熔體和澆注均無（wú）副作用。通常混合料（liào）在可傾式電爐或者漩渦熔化爐中熔化熔融混合物固化-破碎（suì）成電熔鎂鋁尖晶石（shí）原料。采用漩渦（wō）熔化爐可以熔製各種配方的電熔鎂鋁（lǚ）尖晶石，它是將選定比例的混合（hé）料在該爐內加（jiā）熱到高於熔化溫度（dù）150250℃(熔（róng）池內的極限溫度為2300℃)，所（suǒ）以可以熔煉熔點不高於21002150℃的（de）熔體（tǐ）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（gèng）大，但含（hán）有過量MgO和加入Cr2O3(一般以鉻礦形式加入)的（de）熔塊（kuài）的氣孔率較低。因此，生（shēng）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（kǒng）以減少產品的氣孔率（lǜ）偏析。
此外（wài），加入Cr2O3的另一個優點是（shì）可以（yǐ）提高（gāo）熔融材料的耐火（huǒ）度。符合理論組成的混合料（liào）熔體（tǐ）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（yǐ）上，其餘為矽酸鹽和玻璃（lí）狀物質。結晶塊中還存在二次（cì）尖晶石。在高於更低共熔點溫（wēn）度下（xià）結晶的無雜質尖晶（jīng）石稱（chēng）為一次尖晶石;在低於更低（dī）共熔點（diǎn）溫度下結晶的（de）尖晶石(有（yǒu）方鎂石夾雜)固熔體稱為二次尖晶石。通常，二次尖晶石在熔塊的上部結晶，而一次尖晶石則主要在熔塊下部結晶。有Cr2O3時則發現晶格（gé）明顯畸變，說明Cr2O3按置換型熔於尖晶石的晶格之內。通過控製出爐熔體的冷（lěng）卻速度可以（yǐ）製得結晶程（chéng）度不同的電熔鎂鋁尖（jiān）晶石(其中有的晶體結構缺陷較高)，用結構（gòu）缺陷較高的尖晶石生產鎂鋁尖晶石製品（pǐn）時（shí）可保證在燒成時具有所要求的燒結活（huó）性。電熔（róng）鎂（měi）鋁尖晶石的一個（gè）重要特征是在發（fā）育很大的結晶中，觀察到（dào）呈帶狀解理，並沿（yán）該（gāi）解理麵析出了（le）活性（xìng）的MgO。
以鎂鋁尖晶石為主體原料的尖晶石耐火材料，如：方鎂（měi）石（shí）尖晶石（shí）磚、尖晶石方鎂石磚、尖晶石（shí）磚等已應用在鋼鐵、水泥、玻璃等工業部門，並不斷開發新的領域。
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