鎂（měi）鋁尖晶石（shí）砂是以氧化鎂和三氧化二鋁為（wéi）原料，經高溫煆燒合（hé）成的尖晶石質耐火（huǒ）材料。該原料在（zài）自然界發現極（jí）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℃，具有耐高溫，熱穩定性好，抗渣性強，熱膨脹係數小等優點，是一種（zhǒng）優質（zhì）耐火原料（liào）。

鎂鋁尖晶石為等軸晶（jīng）係、立方體、八麵體所構成的八麵體晶形，無（wú）解理（lǐ）、熱震性好。MgAlO4同MgO和Al2O3相比，膨脹係數（shù）低，熱導率小，並隨溫度上升而下降。另外，由（yóu）於MgAlO4生成中的MgO和Al2O3在氣氛變化時不發生（shēng）變化（huà），所以它與FeCr2O4相比，在氧（yǎng）化還原氣氛中（zhōng）十分穩定。鎂鋁（lǚ）尖晶石砂（shā）的人工合成方法是用工業氧（yǎng）化鋁或（huò）高純度（dù）鋁（lǚ）礬土和輕燒氧（yǎng）化（huà）鎂（měi）為原料（liào），按要求的（de）配比加（jiā）入，經細磨、混勻、成球、在回轉（zhuǎn）窯或豎窯中（zhōng）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（zuǒ）右的高溫熔融（róng）而合成電（diàn）熔鎂鋁尖晶石砂。

燒（shāo）結法

燒結鎂鋁尖晶石砂比電熔鎂鋁尖晶石砂經濟，而（ér）且在許多情況下，能夠代替（tì）電（diàn）熔鎂鋁尖晶石砂，燒結鎂鋁尖晶石的工藝有兩種：其一是根據燒結程度（dù），將選定Al2O3、MgO、水和結合劑磨（mó）細（xì），並在筒磨（mó）機中混（hún）合後成型並幹（gàn）燥（zào），再（zài）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(或者各自磨細後再混合)，混合料幹粉成球，再（zài）於回轉窯內強化燒結。其強化燒結（jié）的溫（wēn）度（dù）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，但在顆中觀察到了（le）很多的微孔，在微孔中析出了矽酸鹽，燒結尖晶石可采用氫氧化鋁、煉燒氧（yǎng）化鋁（lǚ）、片狀氧（yǎng）化鋁和電熔（róng）氧化鋁作為氧化鋁原料，而采（cǎi）用碳酸鎂、氫氧化鎂和（hé）燒結（jié）氧化鎂作為氧化鎂原料。試驗結果表明，生（shēng）產燒結尖晶石最適合（hé）的原料是工業氧化鋁和燒結氧化鎂（měi），其中（zhōng），原料細磨粒度是關鍵的工藝參數。將配料共同細磨、壓球，在（zài）1750℃以上的溫（wēn）度煆燒可以獲得性能優良的鎂鋁尖晶石砂。控製合理的煆燒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

在生產電熔鎂鋁尖晶石時，一般（bān）采用拜（bài）爾(Bayer)法生產的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含量（liàng）可以在35%50%之內選定。因為混合料（liào）中MgO含量過（guò）高或偏低都會使熔化不佳，由於黏度高而使熔體難於澆注，加入鉻礦對熔體和澆注均無副作用。通（tōng）常混合料在可傾式電（diàn）爐或者（zhě）漩渦熔化爐（lú）中熔化熔融混合物固化-破碎成（chéng）電熔鎂鋁尖晶石原料（liào）。采用漩渦熔化爐可以熔製各種配方的（de）電熔鎂（měi）鋁尖晶石，它是（shì）將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，電（diàn）熔塊的（de）不同位置（zhì），其結構是不同的，一般是上（shàng）部和周邊的蜂窩形氣孔數（shù）量多，其中符合理論組成（chéng）的尖晶石熔塊的氣孔率更大，但含有（yǒu）過量MgO和加入Cr2O3(一般以鉻礦形式加入)的熔塊的氣孔率較低。因此，生產電熔（róng）尖晶石（shí）工藝的關（guān）鍵是如何獲得具（jù）有均勻結構的產品，同時適當地（dì）排除氣孔以（yǐ）減少產品的氣孔率偏析。

此外，加入Cr2O3的另一個優點是可以提高熔（róng）融材（cái）料的耐火度。符合理論組成的混（hún）合料熔體澆注到金屬膜內，結晶成（chéng）塊後（hòu）形成（chéng）尖晶石，尖（jiān）晶石含量在80%95%以上，其餘為矽酸鹽和玻璃狀物質。結（jié）晶塊中還存（cún）在二次（cì）尖晶石（shí）。在高（gāo）於更（gèng）低共熔點溫度下結晶的無雜（zá）質（zhì）尖晶石稱為一次尖晶石;在低於更低共（gòng）熔點溫（wēn）度（dù）下結晶的尖晶石(有方鎂石（shí）夾雜（zá）)固（gù）熔（róng）體稱為二次尖晶石。通常，二次尖晶石（shí）在熔塊的上部結晶（jīng），而一次尖晶石（shí）則主要在熔塊下部結（jié）晶。有Cr2O3時則發現晶格明顯（xiǎn）畸變，說明Cr2O3按置換型（xíng）熔於尖晶石的晶格之內。通過控製出爐熔體的冷卻速度（dù）可（kě）以（yǐ）製（zhì）得結晶程度不（bú）同的電熔鎂鋁尖（jiān）晶石(其中有的晶體結（jié）構缺（quē）陷較高)，用結構缺陷較高的尖晶石生產鎂鋁尖晶石製品時（shí）可保證在燒成時具有所要求的燒結活性。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（bìng）沿該解理麵析出了活性的MgO。

以鎂鋁尖晶石為（wéi）主體原料的尖晶石耐火材料，如：方鎂石尖晶石磚、尖（jiān）晶石方鎂石磚、尖晶石磚等已應用（yòng）在鋼鐵、水泥、玻璃等工業部（bù）門，並不斷（duàn）開發新的領（lǐng）域。

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