鎂鋁尖晶石砂是以氧化鎂和三氧化二鋁為原料，經高溫煆燒合成的尖晶石質耐火（huǒ）材料。該原料在自然（rán）界發現極少（shǎo），工業用的鎂鋁尖晶石幾乎全是人工合成的。合成鎂鋁尖晶石（shí）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（hǎo），抗渣性強，熱膨脹係數小等（děng）優點（diǎn），是一種優質（zhì）耐火（huǒ）原料。

鎂（měi）鋁尖晶石為等軸晶係、立方體、八（bā）麵體所構（gòu）成的八（bā）麵體晶形，無解理（lǐ）、熱震性好。MgAlO4同MgO和Al2O3相比，膨脹係數低，熱（rè）導率小，並（bìng）隨溫（wēn）度上升而下降。另外，由於MgAlO4生成中的MgO和（hé）Al2O3在氣氛變化時不（bú）發生變化，所以它與FeCr2O4相比，在氧化還原氣氛中十分穩定。鎂鋁尖晶石砂的人工合（hé）成方法是用工業氧化鋁或高純度鋁礬土（tǔ）和輕燒氧化鎂為原料，按要求的配比加入，經細磨、混勻、成球、在回轉窯或豎窯（yáo）中經1800℃以上高溫煆燒，或上述原（yuán）料按一（yī）定配比，在電弧爐中的2200℃左右的（de）高溫熔融（róng）而（ér）合成電熔鎂鋁尖晶石砂。

燒結法

燒結鎂鋁尖晶石砂比電熔鎂鋁尖晶石砂經濟，而且在許多情況下，能（néng）夠代替電熔鎂（měi）鋁尖（jiān）晶石砂，燒結鎂鋁尖晶（jīng）石的工藝有兩種：其一是根據燒（shāo）結程度，將選定Al2O3、MgO、水和結合劑磨細，並在（zài）筒（tǒng）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)，混合料幹粉成球，再於（yú）回（huí）轉窯內強化燒結。其強（qiáng）化燒結的溫度應在1900℃以（yǐ）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（zhōng）觀察到了很（hěn）多的微孔，在微孔中析出（chū）了矽酸鹽，燒結尖晶石可采用氫氧化鋁、煉燒氧化鋁、片狀氧化（huà）鋁和電熔氧化鋁作為氧化鋁原（yuán）料，而采用（yòng）碳酸鎂、氫氧化鎂和燒結氧化鎂作為氧化鎂原料。試驗結果（guǒ）表明，生產燒結尖晶石最適合的原料是工業（yè）氧化鋁和燒結氧化鎂，其中，原料細磨粒度是關鍵的工藝（yì）參數。將配料共同細磨、壓（yā）球，在1750℃以上的溫度煆燒可以獲得性能優良（liáng）的鎂鋁尖晶石砂。控製合理的（de）煆燒鎂鋁尖晶石砂的配料，可以使其主晶相為細小的鎂（měi）鋁尖（jiān）晶石晶體，並形成巢（cháo）狀（zhuàng）網（wǎng）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，一般采用（yòng）拜爾(Bayer)法（fǎ）生產的Al2O3與高純MgO按尖晶石的理論組成混（hún）合，也可（kě）以使用其他（tā）來源的氧（yǎng）化鋁和MgO作原料，混合料中MgO含量可以在35%50%之（zhī）內選定。因為混合料中MgO含量過高或偏（piān）低都會使熔化不（bú）佳，由於黏度高而使熔（róng）體難於澆注，加入鉻礦對熔體和澆注（zhù）均（jun1）無副作用。通常混（hún）合料在可傾式電爐或者漩渦熔化爐（lú）中熔化熔融混合物固化-破碎成電熔鎂鋁尖晶石原料。采用（yòng）漩渦熔化爐可（kě）以熔製各種配方的電熔鎂鋁尖晶（jīng）石，它是將選定比例的混合料在該爐內加熱到（dào）高於熔（róng）化溫度150250℃(熔池內（nèi）的極限溫度為（wéi）2300℃)，所以可以熔（róng）煉熔點不高（gāo）於（yú）21002150℃的熔體材料，電熔塊的不同位（wèi）置，其結構是不同的，一（yī）般是上部和周邊的蜂窩形氣孔數（shù）量多，其中符（fú）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（jiā）入Cr2O3(一般（bān）以鉻礦（kuàng）形式加入)的熔塊的氣孔率較低。因（yīn）此（cǐ），生（shēng）產電熔尖晶（jīng）石工藝的關鍵是如何獲得具有均勻結構（gòu）的產品（pǐn），同時適當地（dì）排（pái）除氣孔以減少產（chǎn）品的氣孔率（lǜ）偏析（xī）。

此（cǐ）外，加入Cr2O3的另一個優點（diǎn）是（shì）可以（yǐ）提高熔融材（cái）料的耐火度。符合理論組成（chéng）的混合料熔體澆注到金（jīn）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（jīng）塊中還存在二次尖晶（jīng）石。在高於更低共（gòng）熔點溫度下結晶的無雜質尖晶石稱為一次（cì）尖晶（jīng）石（shí）;在低於更低共熔點溫度下結晶的尖晶石(有方（fāng）鎂石夾雜（zá）)固（gù）熔體稱為二次尖晶石。通常（cháng），二次尖晶石在熔塊（kuài）的上（shàng）部結晶，而一次尖（jiān）晶石則主（zhǔ）要在熔塊下部結晶。有Cr2O3時則發（fā）現晶格明顯畸變，說明Cr2O3按置換型熔於尖晶石的晶格之（zhī）內。通（tōng）過控製出爐熔體的冷卻速度可以製得結晶程度不（bú）同的電熔鎂鋁尖晶石(其中有的晶體結構（gòu）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可保證在燒成時具有所要求的燒結活性。電熔鎂鋁（lǚ）尖晶石的一個重要特（tè）征是在發育很大的結晶中，觀察到呈（chéng）帶狀解理，並沿該（gāi）解理麵析出了（le）活性的MgO。

以鎂鋁尖晶石為主體原料的尖晶石耐火材料，如：方鎂石尖晶石磚、尖晶（jīng）石方鎂石磚（zhuān）、尖晶石磚等已（yǐ）應（yīng）用在鋼鐵（tiě）、水泥（ní）、玻璃等工業部門，並不斷開發新的領域。

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