Magnesium-Aluminium/Magnesium-Chrom/Eisen-Aluminium-Spinell-Sandstruktur Kristallphase und Index

1. Magnesia-Tonerde-Spinell-Sand.

Magnesium-Aluminium-Spinell chemische Formel MgAl2O4 oder MgO-Al2O3, theoretischer Gehalt ω(MgO) = 28,3%, ω(Al2O3) = 71,7%. Natürlicher Magnesia-Aluminiumoxid-Spinell ist nur selten zu finden, und alle industriellen Anwendungen sind synthetische Produkte. Magnesia-Aluminiumoxid-Spinell hat eine gute Erosions- und Abriebfestigkeit sowie eine gute Temperaturwechselbeständigkeit. Nach der Synthesemethode wird in Sinterverfahren und Elektroschmelzverfahren unterteilt.
Der Schmelzpunkt des MgAl-Spinell-Mischkristalls liegt bei 2135℃. Aufgrund der Reaktion von MgO und Al2O3 zur Bildung von Spinell kommt es zu einer Volumenexpansion von 5% bis 8%, was die Verdichtung des Mg-Al-Spinell-Syntheseprozesses erschwert. Die Synthese von Mg-Al-Spinell gehört zu den Festphasenreaktionen, was man daran erkennen kann, dass die Sauerstoffionen mit größerem Radius sich kompakt anreichern, während die Mg- und Al-Ionen mit kleinerem Radius im Rahmen der kompakten Anreicherung der Sauerstoffionen miteinander diffundieren.
(1) Gesinterter Magnesia-Tonerde-Spinellsand.
Gesinterter synthetischer Spinell ist in der Regel hochreines, leicht verbranntes MgO (Verunreinigungsmassenanteil weniger als 3%) und industrielles Aluminiumoxid oder Aluminiumoxid gemischt, gemahlen, gepresst, in einem Hochtemperatur-Drehrohrofen oder in einem Ofen mit umgekehrter Flamme kalziniert. Meistens in der Vorbereitung der Zementofen mit Magnesit ein Spinell Ziegel verwendet.

Die folgende Tabelle zeigt den typischen technischen Index von magnesiareichem Spinellsand.

Die mikrostrukturellen Merkmale von gesintertem Magnesia-Aluminiumoxid-Spinell hängen von der Art des Rohmaterials und den Parametern des Syntheseprozesses ab. Für die Versuche wurden industrielles Aluminiumoxidpulver und leicht gebranntes Magnesiumoxidpulver eines Unternehmens als Rohstoffe für die Synthese von magnesiumreichem Spinell gewählt. Die wichtigste kristalline Phase von magnesiumreichem Spinell ist Magnesia-Aluminiumoxid-Spinell und Magnesit. Die Korngröße von Magnesia-Aluminiumoxid-Spinell beträgt 10-30μm, die intergranulare Verteilung von körnigen Magnesit-Kristallen ist kleiner als die von Magnesia-Aluminiumoxid-Spinell-Körnern.
(2) Elektrogeschmolzener Magnesia-Tonerde-Spinellsand.
Elektrogeschmolzener Magnesia-Aluminiumoxid-Spinell wird aus Magnesit und industriellem Aluminiumoxid als Rohstoffen hergestellt, wobei ein elektrischer Lichtbogenofen zum Schmelzen und Synthetisieren von Spinell verwendet wird, der sich durch einen einfachen Prozess und große Kristalle mit hoher Dichte des synthetisierten Spinells auszeichnet. Synthetischer Elektroschmelzspinell wird häufig als Rohstoff für Raffinationsöfen, Gleitplatten und andere Spinellprodukte verwendet.

Die folgende Tabelle zeigt den typischen technischen Index von elektrisch geschmolzenem Magnesium-Aluminium-Spinell-Sand.

Das Mikrogefüge von elektrogeschmolzenem Magnesia-Aluminiumoxid-Spinell ist durch die kristalline Hauptphase Magnesia-Aluminiumoxid-Spinell mit einem geringen Anteil an Magnesia-Olivin gekennzeichnet. Die Spinellkristalle sind vollständig und grob, über mehrere hundert Mikrometer groß, mit hoher Dichte.
2. Magnesium-Chrom-Spinell-Sand.
Magnesia-Chrom-Spinell-Sand ist ein Magnesia-komplexer feuerfester Rohstoff, der durch künstliche Synthese mit Magnesia-Basiskristall und sekundärem Spinell als Hauptmineral gewonnen wird. Das Mg0-Cr2O3-System ist MgO-Al2O3 sehr ähnlich, und es gibt einen zusammengesetzten Magnesia-Chrom-Spinell MgO-Cr2O3 in dem System, das die theoretische Grundlage der Magnesia-Chrom-Spinell-Sand-Synthese ist. In der Regel Magnesia-Chrom-Spinell und Magnesia-Sand Composite-Herstellung von Magnesia-Chrom-Ziegel, vor allem direkt kombiniert Magnesia-Chrom-Ziegel, weit verbreitet in der Metallurgie, Baustoffe und andere industrielle Bereiche verwendet.

Derzeit ist der Markt weit verbreitet vor allem 20 Magnesium-Chrom-Sand und 36 Magnesium-Chrom-Sand verwendet. Normalerweise ist die Qualität von Magnesium-Chrom-Sand mit dem Gehalt an Chromoxid in Magnesium-Chrom-Sand verbunden. Die folgende Tabelle zeigt die typische Magnesium-Chrom-Sand technischen Index.

Das Mikrogefüge von Magnesia-Chrom-Sand ist durch die kristalline Hauptphase Magnesit und Magnesia-Chrom-Spinell gekennzeichnet. Aus dem Diagramm der Lichtblattmorphologie geht hervor, dass das Grau die kristalline Hauptphase des Magnesits ist, das Weiß der sekundäre Spinell der Desolvation, das Grau-Weiß die Silikatphase, und die Magnesitkörner sind durch die Spinellphase und das Silikat dazwischen verbunden. Im Vergleich zu den elektrogeschmolzenen 20 Chrom-Magnesium-Chrom-Sand, 36 Chrom-Magnesium-Chrom-Sand Spinell kristalline Größe ist groß, und es gibt Spinell Aggregation Phänomen.
3. Eisen-Aluminium-Spinell-Sand：

Eisen-Aluminium-Spinell ist ein in der Natur seltenes Mineral. Die chemische Formel lautet FeAl2O4. Es handelt sich um ein orthoklines, isometrisches Kristallsystem mit meist oktaedrischer Kristallisation. Sein Schmelzpunkt liegt bei 1780℃. Er ist die einzige stabile Verbindung im FeO-Al2O3-System. FeO-Al-Spinell hat gute Eigenschaften mit einem hohen Schmelzpunkt (1780℃) und einem niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Als Zusatz zu feuerfesten Steinen verleiht Eisen-Aluminium-Spinell den Steinen ausgezeichnete physikalisch-chemische Eigenschaften. Allerdings kommt er in der Natur nur selten vor und muss künstlich hergestellt werden, in der Regel durch Elektroschmelz- und Sinterverfahren zur Synthese von Eisen-Aluminium-Spinell.
Betrachtet man das Phasendiagramm des FeO-Al2O3-Systems, so stellt man fest, dass eine geschmolzene Verbindung mit einem Schmelzpunkt von 1780°C unter 1750°C eine stabile Verbindung nur in dem Bereich ist, in dem Eisenoxid FeO stabil existieren kann, um sicherzustellen, dass die mit Al2O3 gebildete Verbindung FeO-Al2O3-Spinell ist. Und in den Bedingungen außerhalb der Region der stabilen Anwesenheit von FeO, das Produkt, das durch die Wirkung von Eisenoxid und Al23 sind schwer zu sagen, dass es FeO-Al2O3 Spinell, sondern kann eine feste Lösung, die eine große Menge oder hauptsächlich Fe2O3-Al2O3.
Aus der Mikrostrukturmorphologie von elektrogeschmolzenem Eisen-Aluminium-Spinell und gesintertem Eisen-Aluminium-Spinell geht hervor, dass die wichtigste kristalline Phase in beiden Fällen Eisen-Aluminium-Spinell ist. Der Unterschied besteht darin, dass die Kristallgröße von geschmolzenem Eisen-Aluminium-Spinell groß ist und mehrere hundert Mikrometer erreicht, und die Dichte der Rohstoffe hoch ist, aber die Gleichmäßigkeit ist nicht hoch, und die Verunreinigungsphase ist konzentriert. Gesinterter Eisen-Aluminium-Spinell Kristallgröße zwischen 20 ~ 40m, Kristallgröße ist einheitlicher Rohstoff Dichte ist nicht hoch, mit mehr offenen Poren, und die Porengröße ist größer.