鎂鋁尖晶石砂是以氧化鎂和三氧化二鋁為原料（liào），經（jīng）高溫煆燒合成（chéng）的尖晶（jīng）石（shí）質耐火材料。該原（yuán）料在自然界發現極少（shǎo），工業用的鎂鋁尖晶（jīng）石幾乎全是人工合成（chéng）的。合成鎂鋁尖（jiān）晶石MgOAl2O3的理論（lùn）化（huà）學組成為MgO28.3%，Al2O371.7%，熔點（diǎn）為2135℃，具有（yǒu）耐高溫，熱穩定性好，抗渣性強，熱膨脹係數小（xiǎo）等優點，是一（yī）種優質耐火原料。

鎂鋁尖晶石為等軸晶係、立方體、八（bā）麵體所構成的八麵體晶（jīng）形，無解理（lǐ）、熱震性好。MgAlO4同MgO和Al2O3相（xiàng）比，膨脹係數（shù）低，熱導率小，並隨溫度上升而下降。另（lìng）外，由於MgAlO4生（shēng）成中的MgO和（hé）Al2O3在氣氛變化時不發生變化，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成方法是用工業氧化鋁或高純度鋁礬土和輕燒氧化（huà）鎂為原料，按要求的（de）配比加入，經細磨、混勻、成球（qiú）、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（yòu）的高（gāo）溫（wēn）熔融而合（hé）成（chéng）電熔鎂鋁尖晶石砂（shā）。

燒結法

燒結鎂鋁（lǚ）尖晶石砂比電熔鎂鋁尖晶石砂經濟，而且在許多（duō）情況下，能夠代替（tì）電（diàn）熔鎂鋁尖晶石砂，燒結鎂（měi）鋁尖晶石的工藝有兩種：其一是根據燒結程（chéng）度，將選定Al2O3、MgO、水和結合劑（jì）磨細，並在筒磨機中混合後成型並幹燥，再（zài）於（yú）回轉窯內強化燒（shāo）結。另一（yī）種工藝是將Al2O3和MgO按所確定的比例共同細磨(或（huò）者各自磨細後（hòu）再混合)，混合（hé）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（zài）1900℃以上。

在燒結尖晶石中，有活性MgO均勻分（fèn）布在尖晶石顆粒之中，但在顆中觀察到了很多的微孔，在（zài）微孔中析出了矽酸鹽，燒結尖晶石可采用氫氧化（huà）鋁、煉燒氧化鋁（lǚ）、片（piàn）狀氧化鋁和電熔氧化鋁作為氧化鋁原料，而采用碳酸（suān）鎂、氫氧化（huà）鎂和燒結氧化鎂作為氧化鎂原料。試驗（yàn）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（shù）。將（jiāng）配料共同細磨、壓（yā）球，在1750℃以上的溫度煆燒可以獲得（dé）性能（néng）優良的鎂鋁尖晶石砂。控製（zhì）合理的煆燒鎂鋁尖晶（jīng）石砂的配料，可以使其（qí）主晶相為細（xì）小的鎂鋁尖晶石晶體，並形成巢狀（zhuàng）網絡結（jié）構，其間有少量的方鎂石（shí）晶體。

電熔法

在生（shēng）產電熔鎂（měi）鋁尖晶石（shí）時，一般采用（yòng）拜爾(Bayer)法生產的Al2O3與高純MgO按尖（jiān）晶石的理論（lùn）組成混合，也（yě）可以使（shǐ）用其他來源的（de）氧化鋁和MgO作原料（liào），混合料中MgO含（hán）量（liàng）可以在35%50%之內選（xuǎn）定。因為混合料中MgO含量過高或偏（piān）低都會使（shǐ）熔化不佳，由於黏（nián）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（tōng）常混合（hé）料在可（kě）傾式電爐或者漩渦熔化爐中熔化熔融混合物固化-破碎（suì）成電熔鎂鋁尖晶石原料。采（cǎi）用漩渦熔（róng）化爐可以熔（róng）製各種配方的電熔鎂（měi）鋁尖晶石，它（tā）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（yǐ）可以熔煉熔點不高於21002150℃的熔體材料，電熔塊的不同（tóng）位置，其結構是不同的，一般是上部和周邊的蜂窩形氣孔數量多，其中（zhōng）符合理論組成（chéng）的尖晶石熔塊的氣孔率更大，但含有過量MgO和加入Cr2O3(一（yī）般以（yǐ）鉻礦形式加入)的（de）熔塊的氣孔率較低。因此，生產電熔尖晶石工藝的關鍵是如（rú）何獲得具有均勻結構（gòu）的產品，同時（shí）適當地（dì）排除氣孔以減少產品（pǐn）的氣孔率偏（piān）析。

此外，加入（rù）Cr2O3的另一個優點是可以提高熔融材料的（de）耐火度。符合理論（lùn）組成的（de）混合料熔體澆注到金屬膜內，結晶成塊後形成尖晶石，尖晶（jīng）石含（hán）量（liàng）在80%95%以上（shàng），其餘為矽酸鹽和玻（bō）璃（lí）狀物質。結（jié）晶塊中還（hái）存在（zài）二次尖晶石。在高於更低共熔點溫（wēn）度下結晶（jīng）的無雜質尖晶石（shí）稱為一次（cì）尖晶石;在低於更低共熔點溫度下結晶的尖晶石(有方鎂石夾雜（zá）)固熔體稱為二次尖晶石。通常，二次尖晶石在熔塊的上部結晶，而一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按置（zhì）換型熔於尖晶石的晶格之內。通過控製出爐熔體（tǐ）的冷卻速度可以製（zhì）得結晶程度不同的電熔鎂鋁尖晶石(其中有（yǒu）的晶體結構缺陷較高（gāo）)，用結構缺陷（xiàn）較高的尖晶石生（shēng）產鎂鋁尖晶石製品（pǐn）時可保證在燒成時具有所要求的燒結活性。電熔鎂（měi）鋁尖晶石的一個（gè）重要特征是在發育很大的結晶（jīng）中，觀察到呈帶狀解理，並沿該解理麵析出了活性的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、尖晶石方鎂石磚、尖晶石磚等已應用在鋼鐵（tiě）、水泥、玻璃等工業部門，並不斷開發新的領域。

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