大城鎂鋁尖晶石(簡稱Spinel)的化學式為MgAl2O4或MgO。Al2O3，理論含量MgO28.3%，Al2O371.7%。天然鎂鋁尖晶石極少發(fā)現(xiàn)，工業(yè)上應用的全部是人工合成產品。
鎂鋁尖晶石具有良好的抗侵蝕能力、抗磨蝕能力，熱震穩(wěn)定性好。其最主要的用途：一是代替鎂鉻砂制造鎂鋁尖晶石磚用于水泥回磚窯，不但避免了鉻公害，而且具有極好的抗剝落性；二是用于制作鋼包澆注料，大大提高鋼包襯的抗侵蝕能力。其應用范圍還在不斷擴大，如鎂鋁尖晶石制品用于有色冶金、玻璃工業(yè)等。鎂鋁尖晶石是極具發(fā)展前景的耐火原料。
鎂鋁尖晶石的合成工藝如下所示：
1.原料
MgO原料：燒結氧化鎂或海水鎂砂、輕燒鎂粉、氫氧化鎂、碳酸鎂等。
Al2O3原料：煅燒氧化鋁、工業(yè)氧化鋁、鋁礬土、板狀氧化鋁、電熔剛玉、氫氧化鋁等。
實踐表明，制造燒結尖晶石最合適的Al2O3原料是煅燒氧化鋁，其次是板狀氧化鋁，高活性的氫氧化鋁和化學惰性的電熔剛玉不適合用作合成尖晶石的原料：在含鎂原料中，燒結氧化鎂是更好的MgO來源。我國開發(fā)的鋁礬土基尖晶石則以I等鋁礬土與輕燒鎂粉為原料。
合成工藝
首先將MgO原料與含Al2O3原料進行共同混磨，混磨細度是關鍵的工藝參數(shù)。以煅燒氧化鋁和燒結氧化鎂為原料合成鎂鋁尖晶石時，若在1680℃燒成，則原料必須粉磨至小于0.04mm(50%~70%應小于5-10μm)。磨細后的原料經(jīng)壓球或成坯供燒成。
鎂鋁尖晶石的合成也有一步煅燒與二步煅燒之分。一步鍛燒是將生料坯體在高溫下一次燒成，即尖晶石的生成和燒結一次完成。由于MgO與Al2O3在1000~1400℃反應生成尖晶石時會產生明顯的膨脹對燒結致密不利。因而一步煅燒鎂鋁尖晶石往往需要較高的溫度，高純尖晶石的燒結溫度通常在1750~1850℃。二步鍛燒法之步是將海合料坯體在1300~1500℃下煅燒使尖晶石的生成量達到85%~90%，其余為未反應的MgO和α-Al2O3。例如富鎂尖晶石中兩者的殘余里分別為。如果步的煅燒溫度太高，使尖晶石的生成量達更大，則它的比表面積與燒結活性都會下降。經(jīng)步煅燒后的尖晶石通常稱作活性尖晶石或輕燒尖晶石。將活性尖晶石磨細后(-325目，<44μm占)再壓坯或成球進行第二步煅燒。由于尖晶石的形成在步時已完成大部分，因此活性尖晶石在燒結時不產生膨脹(見圖1)?；钚约饩劬哂袠O好的熱活性和燒結性。用的活性尖晶石在1750℃下燒結可達到3.45g/cm3的體積密度，為理論密度的96%，這一過程約產生17%的體積收縮。
