鎂鋁尖晶石砂是以氧化鎂和三氧化二鋁為（wéi）原料，經高（gāo）溫煆燒合成的尖晶石（shí）質耐火材料。該原（yuán）料在自然界發現極少，工業用的鎂鋁尖晶（jīng）石幾乎（hū）全是人（rén）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℃，具有耐高溫，熱穩定性好，抗渣性強，熱膨脹（zhàng）係數（shù）小（xiǎo）等優點，是一種優質耐火原料。

鎂鋁尖晶石為等軸晶係、立方（fāng）體、八麵體（tǐ）所構成的（de）八麵體晶形，無解（jiě）理、熱震性好。MgAlO4同MgO和Al2O3相比，膨脹係數低，熱導率小，並隨溫度上升而下降。另外，由於MgAlO4生成中的（de）MgO和Al2O3在氣氛變化時不（bú）發生變化（huà），所以它與FeCr2O4相比，在氧（yǎng）化還原氣氛中十分穩（wěn）定（dìng）。鎂（měi）鋁（lǚ）尖晶石砂（shā）的人工合成方（fāng）法是用工業氧化鋁（lǚ）或高純度鋁（lǚ）礬土和輕燒氧化鎂為原（yuán）料，按要（yào）求的配比加入，經細磨、混勻、成球、在回轉（zhuǎn）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（de）高溫熔融（róng）而合成電熔鎂鋁尖晶石砂。

燒結法

燒結鎂鋁尖晶（jīng）石砂比電熔鎂鋁尖晶（jīng）石砂經濟，而且在許多情況下，能夠代替電（diàn）熔鎂鋁尖晶石砂，燒結鎂鋁尖晶（jīng）石的（de）工藝有兩種：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（hé）後成型並幹燥，再於回轉窯（yáo）內強化燒結。另一種工藝是將Al2O3和（hé）MgO按（àn）所確定的比例共同細磨(或者各自磨細後再混合)，混合料幹粉成球，再於回轉窯內強化燒結。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，但在顆中觀察到（dào）了很多（duō）的微孔，在微孔中析出了矽（guī）酸鹽，燒結尖晶石可采用氫氧化鋁、煉燒（shāo）氧化（huà）鋁、片狀氧化（huà）鋁（lǚ）和電熔氧化鋁作為氧化鋁原（yuán）料，而采用（yòng）碳酸鎂、氫氧化（huà）鎂（měi）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（yuán）料是工業氧化鋁和燒（shāo）結氧化鎂，其中，原料細磨粒度是關鍵的工藝參數。將配料共（gòng）同細磨、壓球，在1750℃以上的（de）溫度煆燒可以獲得性（xìng）能優良的鎂（měi）鋁尖晶石（shí）砂。控製合理的煆燒鎂鋁尖晶石砂的配（pèi）料，可（kě）以使其主晶相為細小的鎂鋁尖晶石（shí）晶體，並形成巢狀網絡結構，其間有（yǒu）少量的方鎂石晶（jīng）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（zǔ）成混合，也可以使用其（qí）他來源的氧化（huà）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（hún）合料中MgO含量過高或偏低都會使熔化（huà）不佳，由於黏度高而使（shǐ）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（shì）電爐或者漩渦熔化爐中熔化熔融混合物（wù）固化（huà）-破碎成電熔鎂鋁尖晶石原（yuán）料。采用漩渦熔化爐（lú）可以熔製各種配方的電熔鎂（měi）鋁尖晶石，它是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（suǒ）以可以熔煉熔點不高（gāo）於21002150℃的熔體材料，電（diàn）熔塊的（de）不同位置，其結構（gòu）是不同的，一般是上部和周邊的蜂窩形氣孔數量（liàng）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Cr2O3(一（yī）般以鉻（gè）礦形（xíng）式加入)的熔塊的氣孔率較低。因此（cǐ），生產電熔（róng）尖晶石工藝（yì）的關鍵（jiàn）是如何獲得具有均勻結構的產品，同時適當（dāng）地排除氣（qì）孔（kǒng）以減少產品的（de）氣孔率偏析。

此外，加入Cr2O3的另一（yī）個優點是可以提高熔融（róng）材料的耐火度。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（hán）量在（zài）80%95%以上，其餘為矽酸（suān）鹽和玻璃狀物質。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次尖晶石;在低於更低共熔點溫度下結晶的尖晶（jīng）石(有方鎂石夾雜)固熔體稱為（wéi）二次尖晶石。通常，二次尖晶石在熔塊的上部（bù）結晶，而一次尖（jiān）晶石則主要在熔塊下部（bù）結晶（jīng）。有（yǒu）Cr2O3時則發現晶（jīng）格明顯畸變，說明（míng）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卻速（sù）度可以製得（dé）結晶程度不同的電熔鎂鋁尖晶石(其中有的晶體結構缺陷較高)，用結構缺陷較高的尖晶石生產鎂鋁尖晶石（shí）製品時可保證在燒成（chéng）時具有所要求的燒結活性。電熔鎂鋁尖晶（jīng）石的一個重（chóng）要特征是在發育很大的結（jié）晶中，觀（guān）察到呈帶狀解理，並沿該解（jiě）理（lǐ）麵析出（chū）了活性（xìng）的MgO。

以（yǐ）鎂鋁尖晶石（shí）為（wéi）主體原料的尖晶石耐火材料，如：方鎂石尖晶石磚、尖晶石方鎂石磚、尖晶石磚等已應用在鋼（gāng）鐵、水（shuǐ）泥、玻璃等工業部門，並不斷開發新（xīn）的領域。

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