鎂鋁尖晶石砂是（shì）以氧化鎂和三氧化（huà）二鋁為原料，經高溫煆燒合成的尖晶石質耐火材料。該原料在自然界發現極少，工業用的鎂鋁尖晶石幾乎全是人工合（hé）成的。合成鎂鋁尖晶石MgOAl2O3的理論化學組成為（wéi）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）係數小等優點，是一（yī）種優（yōu）質耐火原料。

鎂鋁尖晶石為等軸晶係、立方體（tǐ）、八麵體所構成的八麵體晶形，無解理、熱震性好。MgAlO4同MgO和Al2O3相比，膨脹（zhàng）係數低，熱導率小，並隨溫度上升而下降。另（lìng）外，由於MgAlO4生成中的（de）MgO和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（jīng）石砂的人工合成（chéng）方法是用工業氧化鋁或高純度鋁礬（fán）土和輕燒氧化鎂為原料，按要求的配比加入（rù），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℃左右的高溫熔融而合成（chéng）電熔鎂鋁尖晶石砂（shā）。

燒結法

燒結鎂鋁尖晶石砂比（bǐ）電熔鎂鋁尖晶石砂經濟，而且（qiě）在許多情況下，能夠代替電熔鎂鋁尖晶石砂，燒結（jié）鎂鋁尖晶石的工藝有兩種（zhǒng）：其一是根據燒結程度，將選定Al2O3、MgO、水和結合劑磨細，並在筒磨機中（zhōng）混合後成（chéng）型（xíng）並幹（gàn）燥，再於回轉窯內強化（huà）燒結。另一種工藝（yì）是將Al2O3和MgO按（àn）所確定的比例共同細（xì）磨(或（huò）者（zhě）各自（zì）磨細後再混合)，混合料幹粉成球，再於回轉窯內強化燒結（jié）。其強化燒結的溫度應在（zài）1900℃以上。

在燒結（jié）尖晶石中，有活性MgO均勻分布在尖晶石顆粒之中（zhōng），但在（zài）顆中觀察到了很多的微孔，在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、片狀（zhuàng）氧化鋁和電熔氧化鋁作為氧（yǎng）化（huà）鋁原料，而采用碳酸鎂、氫氧（yǎng）化鎂和燒結氧化鎂作為氧化鎂原料（liào）。試驗結（jié）果表（biǎo）明，生（shēng）產燒結尖（jiān）晶石最適合的原料是工業氧化鋁和燒結氧化鎂，其中，原料細磨粒度是關鍵的工藝參（cān）數。將配料共同細（xì）磨、壓球，在1750℃以上的溫度煆燒可以獲得性能優（yōu）良的鎂鋁尖晶石砂。控製合理的煆燒鎂鋁尖晶石砂的（de）配料，可以使其主晶相（xiàng）為細小的鎂鋁尖晶石晶體，並形成巢狀網絡結構，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（cǎi）用拜爾（ěr）(Bayer)法生產的Al2O3與（yǔ）高純MgO按尖晶石的（de）理論組成混合，也可（kě）以使用（yòng）其他來源的氧化鋁和（hé）MgO作原料，混合（hé）料中MgO含量可以在35%50%之（zhī）內選定。因為混合料中MgO含量過高或偏低都會使熔化（huà）不佳，由於（yú）黏度高而使熔體難於澆注，加（jiā）入鉻礦對熔（róng）體和澆注均無副作用。通常混合料在（zài）可傾式電（diàn）爐或者漩渦熔化爐中熔化熔融混合物固化-破碎成電熔鎂鋁尖晶石原料。采用漩（xuán）渦熔化爐可以熔製各（gè）種配方的電熔（róng）鎂鋁尖晶（jīng）石，它是將選（xuǎn）定比例的混合（hé）料在（zài）該爐內加熱（rè）到（dào）高於（yú）熔化溫（wēn）度150250℃(熔池（chí）內的極限溫度為2300℃)，所以可以熔煉熔點不高於21002150℃的熔體材料，電熔塊的不同位置，其結構是不同（tóng）的，一般是上部和周邊的蜂窩形氣孔數量多（duō），其中符合理論組成的（de）尖晶石熔塊的氣孔率更大，但含有過量MgO和加入Cr2O3(一般以鉻礦形式加入)的（de）熔塊的氣孔率較（jiào）低（dī）。因此，生產電熔（róng）尖晶石工藝的（de）關鍵是如何獲得具有均勻結構的產品，同時適（shì）當地排除氣（qì）孔以減少產品的氣（qì）孔率（lǜ）偏析。

此外，加入Cr2O3的另一個優點是可以提高熔融材料（liào）的耐火度。符合理論組（zǔ）成的（de）混合料熔體澆（jiāo）注到金屬膜內，結晶成塊後形成尖晶石（shí），尖（jiān）晶石含量在80%95%以（yǐ）上，其餘為矽酸（suān）鹽和玻璃狀物（wù）質。結晶塊中還存在二次尖晶石。在高（gāo）於更（gèng）低共熔點（diǎn）溫度下結（jié）晶的（de）無雜質尖晶（jīng）石稱為一次尖晶石（shí）;在（zài）低於（yú）更（gèng）低共熔點溫度下結晶的尖晶石(有方鎂（měi）石夾雜)固熔體稱為二次尖晶石。通常，二次尖晶（jīng）石在熔塊的上部（bù）結晶，而一次尖晶石則主要在熔塊下部結晶。有Cr2O3時則發（fā）現（xiàn）晶格明（míng）顯畸變，說明Cr2O3按置換型熔於尖晶石的晶格之（zhī）內。通過控製出爐熔體的（de）冷卻速度可以製得結晶程度不同的電熔鎂鋁尖晶石(其中有的晶體結構缺（quē）陷較高)，用結構缺陷較高的尖晶（jīng）石生產鎂（měi）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特征是在發育很大的結晶中，觀察到呈帶狀解理，並沿該解理麵（miàn）析出了活性的MgO。

以鎂鋁尖晶石（shí）為主體原料的尖晶石耐（nài）火材料（liào），如：方鎂石尖晶石磚、尖晶石方鎂石（shí）磚、尖晶石磚（zhuān）等已應用在鋼鐵、水泥、玻璃等工業部門，並不斷（duàn）開發新的領域。

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