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镁铝尖晶石的制备

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【原料】环境友好型耐火材料之网红---镁铝尖晶石；

【原料】环境友好型耐火材料之网红---镁铝尖晶石；

【原料】环境友好型耐火材料之网红---镁铝尖晶石；1.原料性质铝矾土基烧结镁铝尖晶石采用Al O含量76%以上的优质矾土和MgO含量95%以上的优质轻烧镁粉，经过多级均化工艺，在超高温隧道窑中经1800°C以上高温烧结而成，体积密度大，矿物相含料。

镁铝尖晶石属于等轴晶系矿物，n=1.715,硬度=8,相对密3.55。

高纯的镁铝尖晶石无色，但含微量Cr3+时呈红色，含Cr 3+大于15%时呈绿色，含少量Fe3+时为草绿色，含Fe2+时呈天蓝色。

自然条件下形成的镁铝尖晶石晶体的化学稳定性很好，因而常见于漂砂矿床中。

发育良好、成分纯净的镁铝尖晶石晶体不水化，也不与酸反应。

2.烧结镁铝尖晶石MgO -Al2O3系统的相图如图6-9所示，系统中唯一的二元化合物为镁铝尖晶石MA。

镁铝尖晶石对 MgO和Al2O3的固溶范围很宽。

在2000°C左右，镁铝尖晶石可以固溶约10%的MgO,或者高达 20%的Al2O3。

尖晶石的合成反应可以看成半径较大的氧离子近似不动，而铝、镁离子在氧离子堆积体内相互扩散的过程。

合成中，氧化镁和氧化铝接触反成形成镁铝尖晶石中间层，镁铝尖晶石中间层靠近方镁石的部分为富镁尖晶石，靠近氧化铝的部分为富铝尖晶石，中间的部分则为Mg2+、Al3+的扩散通道。

合成时，以轻烧镁粉、工业氧化铝或优质矾土为原料，经配合、磨细、成型、煅烧制得镁铝尖晶石原料。

从合成镁铝尖晶石的机理可以推知：增大原料细度、提高成型压力、升高合成温度都有利于合成反应。

换句话说，减小扩散距离、增大接触面积、提高扩散能力都有利于镁铝尖晶石的合成反应。

我国黑色冶金工业标准YB/T 131—1997规定了烧结镁铝尖晶石砂的技术条件，见表6-25。

3.电熔镁铝尖晶石电熔镁铝尖晶石采用轻烧镁粉、工业铝氧或优质矶土为原料，经配合、熔融、冷却、破碎后制成。

电熔镁铝尖晶石的主要优点是晶体发育好、晶粒尺寸大、组织结构致密，抗侵蚀性强。

镁铬尖晶石的合成方法

镁铬尖晶石的合成方法

镁铬尖晶石的合成方法
镁铬尖晶石是一种高温材料，常用于制造高温陶瓷和电气元件。

其合成方法如下：
1.原料准备：按照化学计量比例，准备MgO、Cr2O3、Al2O3三种粉末，粒径应小于1微米。

2.混合：将三种粉末放入球磨罐中，加入少量乙醇，用球磨机进行混合，使粉末均匀分散。

3.干燥：将混合后的粉末放在烘箱中进行干燥，使其完全去除水分。

4.烧结：将干燥后的粉末放入高温炉中进行烧结，通入氩气保护气氛，升温速率应控制在10℃/min以下，烧结温度为1600℃，保温时间为4小时。

5.冷却：烧结完成后，关闭炉门，让炉体自然冷却至室温，取出样品即可。

以上为镁铬尖晶石的一种常见合成方法，根据不同应用需求，还可采取其他合成方法，如水热法、溶胶-凝胶法等。

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活性镁铝尖晶石的合成及其抗铜熔炼渣侵蚀机理

活性镁铝尖晶石的合成及其抗铜熔炼渣侵蚀机理

第 54 卷第 5 期2023 年 5 月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.54 No.5May 2023活性镁铝尖晶石的合成及其抗铜熔炼渣侵蚀机理全正煌，王周福，刘浩，马妍，王玺堂，董云洁，邓承继(武汉科技大学 省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室，湖北 武汉，430081)摘要：为寻找无铬化耐火材料在铜冶金领域的替代材料，制备高致密度镁铝尖晶石材料，探究镁铝尖晶石材料抗铜熔炼渣侵蚀机理。

采用轻烧氧化镁与工业氧化铝为主要原料，经不同轻烧温度合成活性镁铝尖晶石，并对其烧结性能进行表征，利用静态坩埚法，研究镁铝尖晶石材料抗铜熔炼渣侵蚀能力。

研究结果表明：合成的活性镁铝尖晶石原料的晶粒粒径小，烧结活性高的标准活性镁铝尖晶石原料的最适宜轻烧温度为1 400 ℃。

所合成活性尖晶石原料在1 750 ℃保温3 h 后可烧结合成致密尖晶石材料，致密尖晶石材料中尖晶石晶粒发育良好，呈致密镶嵌结构，晶粒分布均匀，平均粒径在7.26 μm 左右，材料密度达3.29 g/cm 3，显气孔率为3.53%。

镁铝尖晶石与铜熔炼渣反应可形成液相与Mg(Fe 2+)Al(Fe 3+)2O 4尖晶石相；且材料致密化程度对抗渣渗透起关键作用，对比传统工业上应用的电熔尖晶石原料，所合成出的活性尖晶石表现出较高烧结活性，可提高材料致密化程度，从而提高材料抗渣渗透能力。

关键词：轻烧温度；活性镁铝尖晶石；致密化；铜熔炼渣中图分类号：TB35 文献标志码：A 文章编号：1672-7207（2023）05-1720-10Synthesis of active magnesium aluminate spinel and corrosionresistance to copper smelting slagQUAN Zhenghuang, WANG Zhoufu, LIU Hao, MA Yan, WANG Xitang,DONG Yunjie, DENG Chengji(The State Key Laboratory of Refractory and Metallurgy, Wuhan University of Science and Technology,Wuhan 430081, China)Abstract: In order to find the replacement of chromium-free refractory in copper metallurgy, high density magnesium aluminate spinel material was prepared and the corrosion resistance mechanism of spinel material to copper smelting slag was investigated. The light burning magnesium powder and industrial alumina were prepared as the main raw materials. The influence of light burning temperature on the synthesis of active spinel was收稿日期： 2022 −04 −28； 修回日期： 2022 −07 −03基金项目(Foundation item)：国家自然科学基金资助项目(U21A2057，U20A20239)；湖北省重点研发计划项目(2021BAD002)(Projects(U21A2057, U20A20239) supported by the National Natural Science Foundation of China; Project(2021BAD002) supported by Key Research and Development Project of Hubei Province)通信作者：王周福，博士，教授，从事新型耐火材料服役性能研究；E-mail ：****************DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2023.05.007引用格式： 全正煌, 王周福, 刘浩, 等. 活性镁铝尖晶石的合成及其抗铜熔炼渣侵蚀机理[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2023, 54(5): 1720−1729.Citation: QUAN Zhenghuang, WANG Zhoufu, LIU Hao, et al. Synthesis of active magnesium aluminate spinel and corrosion resistance to copper smelting slag[J]. Journal of Central South University(Science and Technology), 2023, 54(5): 1720−1729.第 5 期全正煌，等：活性镁铝尖晶石的合成及其抗铜熔炼渣侵蚀机理researched, and the sintering properties of the active spinel were characterized. The static crucible method was used to investigate the corrosion resistance mechanism of magnesium aluminum spinel to copper smelting slag.The results showed that the optimum light burning temperature of the synthesis of active spinel with small grain size and high sintering activity is 1 400 ℃. The compact spinel material is sintered at 1 750℃ for 3 h using active spinel, which has uniform grain size distribution of 7.26 μm, and bulk density of 3.29 g/cm3, and apparent porosityof 3.53%. The liquid phase and Mg(Fe2+)Al(Fe3+)2O4spinel phase can be formed by the reaction of magnesiumaluminate spinel with copper smelting slag. The densification degree of the material plays a key role in the resistance to slag penetration. Compared with the fused spinel raw material used in traditional industry, the synthesized active spinel shows higher sintering activity, which can improve the densification degree of the material and thus improve the resistance to slag penetration of the material.Key words: light burning temperature; active magnesium aluminate spinel; densification; copper smelting slag有色金属铜的冶炼在国民经济中占有极其重要的地位，由于火法炼铜法具有对原料适应性强、能源消耗低和生产效率高等一系列优点[1−3]，因此目前大部分铜冶炼工艺为火法冶炼。

低温合成镁铝尖晶石的研究

低温合成镁铝尖晶石的研究

Abstract : M g A l sp in el w as synthesized by using w aste alum inum slag and (M gCO3 ) 4M g ( OH ) 2 5H 2 O as m ain starting m aterials. The for m ing course at low temperature ( fro m 800 to 1 500 ) w as character ized v ia XRD and SEM techn iques. The results show that the characteristic peaks ofM g A l sp in el can be detected at the tem perature o f 800 , but the streng th is low and be obv io usly broadened . It suggests th at th e gra ins of M g A l spine l beg in to for m and its content is low at this te m perature . The diffraction peak strength of M g A l spine l increases w ith in creasing te m perature which shows that its content is in creasing . SEM observatio n results are in according w ith XRD analysis . A t the tem perature o f 1 500 , Mg A l spin el crystals grow m aturely , arrange co m pactly and take on typ ical octahedra l look . Keywords : Mg A l spin e; l low temperature synthesis ; w aste a lum inum sla g 镁铝尖晶石是 M gO A l2O3 系中唯一稳定的化合物, 它具有熔点高 ( 2 135 导热性好、 化学稳定性好等特点, 是一种优质的耐火材料
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综合设计性实验 ———镁铝尖晶石的制备与性能检测实验

学 校： 攀枝花学院 院 系： 材料工程学院 专 业： 材料科学与工程 班 级： 2014级1班 指导教师： 李 亮 学 生： 冯 扬 学 号： 201411101021 实验地点： 工程实训中心 同 组 人：杜燕、 方公军、 董志雄、夏良华 实验时间：2017.5.8～2017.5.31 攀枝花学院本科学生产品实训任务书 题 目 镁铝尖晶石的制备与性能检测实验 1、产品实训的目的 1）通过本次产品实训培养学生查询有关镁铝尖晶石文献资料的能力。 2）通过市场调研，针对市场所需镁铝尖晶石产品设计实验方案的能力。 3）分析解决试验过程中出现的质量问题。 4）培养及提高学生写作报告的能力。 5）培养学生的动手能力和创新精神 2、产品实训的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等） 内容： 1）通过查询资料获得镁铝尖晶石的配方和其大致烧结温度范围，自行设定烧制的烧结温度，保温时间，说明选取烧结温度以及保温时间的依据。 2）用图文并茂的形式说明烧结温度以及保温时间对镁铝尖晶石的影响。 3）根据试验结果提出解决方案，以获得符合产品性能要求的产品。 要求： 1） 设计试验方案合理。 2） 结果分析详细。 3） 格式规范、字号按要求编辑。 4） 写出本次实训的心得体会。 3、主要参考文献 [1] 张业兴等.镁铝尖晶石的合成与应用[J].山东冶金，1996.8 [2] 马北越.镁铝尖晶石耐火材料的合成及其性能研究[D].东北大学,2005.8 [3] 李建平等.低温合成镁铝尖晶石的试验研究[R].矿产保护与利用,1995 [4] 李如椿等.工艺因素对合成镁铝尖晶石性能的影响[R].河北理工学院学报,2005.08 4、产品实训工作进度计划 2017.5.8-2017.5.12查找文献，拟定实训方案； 2017.5.13-2017.5.25分组进行镁铝尖晶石的配料，烧结，测试； 2017.5.26-2017.5.31 实训报告撰写修改定稿。

指导教师（签字） 日期 年 月 日 教研室意见：

年 月 日 学生（签字）： 接受任务时间： 年 月 日

注：任务书由指导教师填写。 产品实训（论文）指导教师成绩评定表 题目名称 铝及铝合金的显微组织观察及硬度测试 评分项目 分值 得分 评价内涵 工作 表现 20%

01 学习态度 6 遵守各项纪律，工作刻苦努力，具有良好的科学工作态度。

02 科学实践、调研 7 通过实验、试验、查阅文献、深入生产实践等渠道获取与课程设计有关的材料。

03 课题工作量 7 按期圆满完成规定的任务，工作量饱满。

能力 水平 35%

04 综合运用知识的能力 10 能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题，能正确处理实验数据，能对课题进行理论分析，得出有价值的结论。

05 应用文献的能力 5 能独立查阅相关文献和从事其他调研；能提出并较好地论述课题的实施方案；有收集、加工各种信息及获取新知识的能力。

06 设计（实验）能力，方案的设计能力 5 能正确设计实验方案，独立进行装置安装、调试、操作等实验工作，数据正确、可靠；研究思路清晰、完整。

07 计算及计算机应用能力 5 具有较强的数据运算与处理能力；能运用计算机进行资料搜集、加工、处理和辅助设计等。

08 对计算或实验结果的分析能力（综合分析能力、技术经济分析能力） 10 具有较强的数据收集、分析、处理、综合的能力。

成果 质量 45%

09 插图（或图纸）质量、篇幅、设计（论文）规范化程度 5 符合本专业相关规范或规定要求；规范化符合本文件第五条要求。

10 设计说明书（论文）质量 30 综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；实验正确，分析处理科学。

11 创新 10 对前人工作有改进或突破，或有独特见解。

成绩

指导教师评语

指导教师签名： 年 月 日 目 录 1 绪论 .............................................................................................................................. 1 1.1 镁铝尖晶石 ....................................................................................................... 1 1.1.1 镁铝尖晶石的分类 ................................................................................... 1 1.2 镁铝尖晶石的用途 ........................................................................................... 1 1.3 产品标准 ........................................................................................................... 1 1.4 产品的市场状况 ............................................................................................... 2 2 原料的选择及设备 ...................................................................................................... 3 2.1 原料的选择 ....................................................................................................... 3 2.2 设备................................................................................................................... 4 3 产品实训过程 .............................................................................................................. 5 3.1 实验流程图 ....................................................................................................... 5 3.2 实验配方 ........................................................................................................... 5 3.3 实验过程 ........................................................................................................... 5 3.3.1 配料及混合搅拌 ....................................................................................... 5 3.3.2 浇注成型 ................................................................................................... 6 3.3.3 镁铝尖晶石的烧成 ................................................................................... 7 3.3.4 出炉 ........................................................................................................... 8 4 性能检测 .................................................................................................................... 10 4.1 测定收缩率 ..................................................................................................... 10 4.2 测定吸水率 ..................................................................................................... 10 4.3 试样体积密度 ................................................................................................. 11 4.4 测试抗折强度 ................................................................................................. 11 5 数据分析 .................................................................................................................... 13 5.1 对收缩率的数据分析 ..................................................................................... 13 5.2 对吸水率的数据分析 ..................................................................................... 13 5.3 对体积密度的数据分析 ................................................................................. 13 5.4 对强度的数据分析 ......................................................................................... 13 5.5 对结果的评价 ................................................................................................. 13 5.6 与产品标准的对比 ......................................................................................... 14 6 总结 ............................................................................................................................ 15 7 心得体会 .................................................................................................................... 16 8 参考文献 .................................................................................................................... 16