鎂鋁尖晶石砂是（shì）以氧（yǎng）化鎂和三氧化二（èr）鋁為原料，經高溫煆燒（shāo）合成的尖晶石質（zhì）耐火（huǒ）材料。該（gāi）原料在自然界（jiè）發現（xiàn）極少，工業（yè）用的（de）鎂鋁尖（jiān）晶石（shí）幾乎全是人工合成的。合成鎂鋁尖晶石MgOAl2O3的理論（lùn）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，是一種優質耐火原料。

鎂（měi）鋁尖晶石為等軸（zhóu）晶係、立方體、八麵體所構成的八麵體晶（jīng）形（xíng），無解理、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（xià）降。另外，由於MgAlO4生成中（zhōng）的MgO和Al2O3在氣氛變化（huà）時不（bú）發生變化，所以它與FeCr2O4相比，在氧化（huà）還原氣氛中十分穩定。鎂鋁尖晶石砂的人工合成方法是用工（gōng）業氧化（huà）鋁或高純度鋁礬土和輕燒氧化鎂為原料，按（àn）要求的配比加入，經細磨、混勻（yún）、成球、在回轉窯或豎窯中經1800℃以上（shàng）高溫煆燒，或上述原料按一定配比，在（zài）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（jié）法

燒結鎂鋁尖晶（jīng）石砂比電熔鎂鋁尖晶石砂經濟，而且在許多情（qíng）況下，能夠代替電熔鎂鋁尖（jiān）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，將選（xuǎn）定Al2O3、MgO、水和結合劑磨細，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（gōng）藝是將Al2O3和MgO按所確定的比例共同細磨（mó）(或者各自磨細後再混合)，混合料幹粉（fěn）成球（qiú），再於回轉窯內強化燒結。其強化燒結的溫度應在（zài）1900℃以上。

在（zài）燒結尖晶石中，有活性MgO均勻分（fèn）布在尖晶石顆粒之中，但在顆中觀（guān）察到了很多的微孔，在微孔中析出了矽（guī）酸鹽，燒結尖晶石（shí）可采用氫氧化鋁、煉燒氧化鋁、片狀氧化鋁（lǚ）和電熔氧化（huà）鋁作（zuò）為氧化鋁原料，而采用碳酸鎂、氫氧化鎂和燒結氧化鎂作為氧化鎂原料。試驗結果表明，生產燒結尖晶石最適合的原料是工業氧化（huà）鋁和燒結氧化鎂，其中，原料細磨粒度是關鍵的工藝參數。將配（pèi）料共同細磨、壓球，在1750℃以上的溫度煆燒可以獲得性能優（yōu）良的鎂鋁尖晶石（shí）砂。控製合理的煆燒鎂鋁尖晶石砂的配料（liào），可（kě）以使其主晶相為細小的鎂（měi）鋁尖晶石晶體，並形成巢狀網（wǎng）絡結（jié）構，其間有少量的方鎂石晶（jīng）體。

電熔法

在生產電熔（róng）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（lùn）組成混合，也可以使用其他來源的（de）氧化鋁和MgO作原料，混合料中MgO含量可以在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，由於黏度高而使熔體難於（yú）澆注，加入鉻礦對熔體和澆注均無副作用。通常混（hún）合料（liào）在可（kě）傾式電爐或者漩渦熔（róng）化爐中熔（róng）化熔融混合物固化-破碎成電熔鎂鋁尖晶石原料。采用（yòng）漩渦熔化爐可以熔製各（gè）種配方的電熔鎂鋁尖（jiān）晶石（shí），它是將選定比例的混（hún）合料在該爐內加熱到高於（yú）熔化溫度150250℃(熔（róng）池內的極限溫度為2300℃)，所以可以（yǐ）熔煉熔點不高於21002150℃的熔體材（cái）料，電熔塊的不同位置（zhì），其結（jié）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（kǒng）率更大，但含有過量MgO和加入（rù）Cr2O3(一般以鉻礦形式加入（rù）)的熔塊的氣孔率較低。因此，生產電熔（róng）尖晶石工藝的（de）關（guān）鍵是如何獲得具（jù）有均勻結（jié）構的產品（pǐn），同時（shí）適當（dāng）地排除氣孔以減少產（chǎn）品（pǐn）的氣孔率偏析。

此外，加入Cr2O3的另一個優點是可以提高熔融材料的（de）耐火（huǒ）度。符合理論組成的混合料熔體澆注到金屬膜內，結晶成塊後形成尖晶石，尖晶石含量（liàng）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（shí）。在高於更低共熔點溫度下（xià）結晶的無雜質尖晶石稱為一（yī）次尖晶石;在（zài）低（dī）於更低共（gòng）熔點溫度下結晶的尖（jiān）晶（jīng）石(有方鎂石夾雜)固熔體稱為二次尖晶石（shí）。通（tōng）常，二（èr）次尖晶石在熔塊的上部結晶（jīng），而一（yī）次尖晶石則主要在熔塊下部結晶。有Cr2O3時（shí）則發現晶格明顯畸變，說明Cr2O3按（àn）置換型熔於尖晶（jīng）石的晶格之（zhī）內。通過控製（zhì）出爐熔（róng）體的冷卻速度可以製得結晶程度不（bú）同的電熔鎂（měi）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（shí）生產鎂鋁尖晶石製品時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（yào）特征是在發育很大（dà）的結晶中，觀察到呈帶（dài）狀解（jiě）理，並沿該（gāi）解理（lǐ）麵析出了活性的（de）MgO。

以鎂鋁尖晶石為主體原料的尖晶石耐火材料，如：方（fāng）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（shuǐ）泥、玻璃等（děng）工業部門，並不斷開發新（xīn）的（de）領域。

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