鎂鋁（lǚ）尖晶石砂（shā）是以氧化鎂和（hé）三氧化二鋁為原料，經高溫煆（duàn）燒合成的尖（jiān）晶石質耐火材（cái）料。該原（yuán）料在自然界發現極少（shǎo），工業用的鎂鋁尖晶石幾乎全是人工合成（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℃，具有耐高溫，熱穩定（dìng）性好，抗渣性強，熱膨脹係數小等優點，是一種優質耐火原料。

鎂鋁尖晶石為等軸晶係、立方體、八麵體所構（gòu）成的八麵體晶形，無解理、熱震（zhèn）性好。MgAlO4同MgO和Al2O3相比，膨脹係數低，熱（rè）導率小，並隨溫度上升（shēng）而下降。另外（wài），由（yóu）於MgAlO4生成中的MgO和Al2O3在氣氛變化時不發生變化，所（suǒ）以它與FeCr2O4相比，在氧化還原氣（qì）氛中（zhōng）十分穩定。鎂鋁尖晶石砂的（de）人（rén）工合成方（fāng）法是用工業氧化鋁或高純（chún）度鋁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、在回轉窯或豎（shù）窯中經1800℃以上（shàng）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（ér）合成電熔（róng）鎂鋁尖晶石砂。

燒結法（fǎ）

燒結鎂鋁尖晶石砂比（bǐ）電熔鎂鋁尖晶石砂經濟，而且在許多情況（kuàng）下，能夠代替（tì）電熔鎂鋁尖晶石砂（shā），燒（shāo）結鎂鋁尖晶石（shí）的工藝有兩種：其一是根據燒結程度，將選定Al2O3、MgO、水和結合劑（jì）磨細，並在筒磨機中混合（hé）後成型並幹燥，再於回轉窯內強化燒結。另（lìng）一種工藝是（shì）將Al2O3和MgO按所確定的比例共同細磨(或者各自磨細後再混（hún）合)，混合料幹粉成球，再於回轉窯內強化燒結。其強化（huà）燒結的溫度應在1900℃以上。

在燒結尖（jiān）晶石（shí）中，有活性MgO均（jun1）勻分布在尖晶石顆粒之中，但在顆中觀察到了很多的微孔（kǒng），在微孔中析出了矽酸鹽，燒結尖晶（jīng）石可采用氫氧化（huà）鋁、煉燒氧化鋁、片狀氧化鋁和（hé）電（diàn）熔氧化鋁作為（wéi）氧化鋁原料，而采用碳酸鎂、氫氧化鎂和（hé）燒結氧化鎂作為氧化（huà）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鋁（lǚ）和燒結氧化鎂，其中，原（yuán）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℃以上的溫度煆燒可（kě）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（jīng）相為細小的鎂鋁（lǚ）尖晶石晶體，並形成巢狀網絡結構，其間（jiān）有少量的方鎂石晶體。

電熔法

在生產電熔鎂鋁尖晶石時，一般采用拜爾(Bayer)法生產的Al2O3與高純MgO按尖晶石的理（lǐ）論組成混合，也可以使用其（qí）他來源的氧化鋁和MgO作原料，混合料中MgO含量可以在35%50%之內（nèi）選定。因為混合料中MgO含量（liàng）過高或偏低都（dōu）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。通常混（hún）合料在可傾式電（diàn）爐或者漩渦熔化爐中熔（róng）化熔融混合物固化-破碎成電熔鎂鋁尖晶石原料。采用漩渦熔化爐可以熔製（zhì）各種配（pèi）方的電熔鎂鋁（lǚ）尖晶石，它是將選定比（bǐ）例（lì）的混合料在該爐內加熱到高於熔化（huà）溫度150250℃(熔池內的極限溫度為2300℃)，所以可以熔（róng）煉熔點不高於21002150℃的熔體材料，電熔塊（kuài）的不同（tóng）位置，其結構是不同的，一般是上部和周邊的蜂（fēng）窩形氣孔數量多，其中（zhōng）符合理論組成的尖晶石熔塊的氣孔率更大，但含有過量MgO和加入Cr2O3(一般以鉻礦形式（shì）加入)的熔塊（kuài）的氣孔率較低。因此，生產電熔尖晶（jīng）石工（gōng）藝的關（guān）鍵（jiàn）是如何獲得具有均勻結構的產品，同時（shí）適（shì）當地排除氣孔以減少產品的氣孔率偏析。

此外，加入Cr2O3的另一個優點是可以（yǐ）提高熔融材（cái）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（hòu）形成尖晶石，尖（jiān）晶（jīng）石含量在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。在高於更低共熔點溫度下結晶的（de）無雜質尖晶石稱為一次（cì）尖晶（jīng）石;在低於（yú）更低共熔點溫度下結晶的尖晶石(有方鎂石夾雜)固熔（róng）體稱為（wéi）二次尖晶石。通（tōng）常，二次尖晶石（shí）在熔塊的上部結晶，而一（yī）次（cì）尖晶石則主要在熔塊下部結晶（jīng）。有Cr2O3時則發現晶格明顯畸變，說明Cr2O3按置換型熔於尖晶石的晶格之內。通（tōng）過控製出（chū）爐熔體的（de）冷卻速度可以製（zhì）得結晶程度不同的電熔鎂鋁尖晶石(其中有的晶體（tǐ）結構缺陷較高)，用（yòng）結構缺陷較高的尖晶石生產鎂鋁尖晶石製品時可保證（zhèng）在燒成時具有所（suǒ）要求的燒結活性。電（diàn）熔鎂鋁尖晶石的（de）一個重要特征是在發（fā）育很大的結晶（jīng）中，觀察到呈帶狀解理，並沿該解理（lǐ）麵析出了活性的MgO。

以鎂鋁尖晶石為主體原料（liào）的（de）尖晶石耐火材料，如：方鎂石尖晶石（shí）磚、尖晶石方鎂石磚、尖晶（jīng）石磚等已應用在鋼鐵、水泥、玻璃等工業（yè）部門，並不斷開發新的領域。

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