镁铝尖晶石的合成方法及在耐火材料中的应用

镁铝尖晶石天然产出的很少，一般为人工合成。合成镁铝尖晶石的方法一般有熔融法、固相烧结法、高温雾化法、共沉淀法等。其中，熔融法和固相烧结法适合于工业生产，固相烧结法合成镁铝尖晶石工艺简单、成本低、可以使用天然原料合成，所以发展迅速。

固相烧结法是以工业氧化铝和轻烧氧化镁或者菱镁矿为原料经高温烧结而成。尖晶石的生成大约从900℃开始，1200~1600℃反应急剧，期间伴随着明显的体积膨胀，致使烧结困难。而且尖晶石的再结晶能力弱，所以一般采用二步煅烧法来获取致密的烧结体，有文献指出，一步煅烧在1125~1140℃下完成55~70%的尖晶石化过程并保持产物的活性，经1640℃二步煅烧可以降低或者消除第二步煅烧中的体积效应从而获得致密的尖晶石烧结体。

镁铝尖晶石在耐火材料中的应用

镁铝尖晶石具有高熔点、较低的热膨胀系数和热导率等特性，更因为其良好的抗热震性和抗碱性渣侵蚀能力而被广泛应用于大型水泥回转窑、钢包内衬等高温行业中。镁铝尖晶石质耐火材料可以分为MgO-MA质(Al2O3<30%)、MA-MgO质(Al2O3为30%~68%)、MA质耐火材料(Al2O3为68%~73%)耐火材料，富镁尖晶石基本用于碱性耐火材料，它含有游离的MgO，并且热膨胀系数小，广泛用于水泥窑的风口和高温带内。富铝尖晶石因为具有阳离子晶格缺陷，能够吸收渣中MnO和FeO，具有优良的抗渣性能而广泛应用于炼钢耐火材料。

曰本在20世纪70年代率先开发了氧化镁-尖晶石质耐火材料，将其成功应用在水泥工业，解决了六价铬离子的污染问题。20世纪80年代末期，由于冶炼洁净钢的迫切需求，加上锆英石原料短缺和价格的上涨，日本开始在钢包内衬上使用刚玉-尖晶石浇注料来替代锆质和锆-叶腊石质浇注料。镁铝尖晶石由于吸收渣中Mn2+、Fe2+和Fe3+形成固溶体，使渣变得富SiO2粘稠化，从而大大提高了刚玉-尖晶石浇注料的抗渣渗透性能。