- Arena de espinela de magnesia-alúmina.
Fórmula química de la espinela de magnesio-aluminio MgAl2O4 o MgO-Al2O3, contenido teórico ω(MgO) = 28,3%, ω(Al2O3) = 71,7%. La espinela de magnesia-alúmina natural rara vez se encuentra, y todas las aplicaciones industriales son productos sintéticos. La espinela de magnesia-alúmina tiene buena resistencia a la erosión, a la abrasión y buena estabilidad al choque térmico. Según el método de síntesis se divide en método de sinterización y método de electrofusión.
El punto de fusión de la solución sólida de espinela MgAl es de 2135℃. Debido a la reacción de MgO y Al2O3 para formar la espinela, se produce una expansión de volumen de entre 5% y 8%, lo que plantea algunas dificultades para la densificación del proceso de síntesis de la espinela de Mg-Al. La síntesis de la espinela Mg-Al pertenece a la reacción en fase sólida, que puede observarse como los iones de oxígeno de mayor radio realizan una acumulación compacta, mientras que los iones de Mg y Al de menor radio se difunden entre sí en el marco de la acumulación compacta fija de iones de oxígeno.
(1) Arena de espinela de magnesia-alúmina sinterizada.
La espinela sintética sinterizada es generalmente MgO de alta pureza ligeramente quemado (fracción de masa de impurezas inferior a 3%) y alúmina industrial o alúmina mezclada molida, balling, en horno rotatorio de alta temperatura o calcinación en horno de llama invertida. Se utiliza principalmente en la preparación de horno de cemento con magnesita un ladrillo de espinela.
La tabla siguiente muestra el índice técnico típico de la arena de espinela rica en magnesia.
| SiO2 | CaO | MgO | Al2O3 | Fe2O3 | Densidad aparente/g-cm-3 |
| 0.23 | 0.64 | 47.53 | 50.78 | 0.31 | 3.31 |
Las características microestructurales de la espinela de magnesia-alúmina sinterizada dependen del tipo de materia prima y de los parámetros del proceso de síntesis. Los experimentos eligieron polvo de alúmina industrial y polvo de óxido de magnesio ligeramente quemado producido por una empresa como materias primas para la síntesis de espinela rica en magnesio. La principal fase cristalina de la espinela rica en magnesio es la espinela de magnesia-alúmina y la magnesita, el tamaño de grano de la espinela de magnesia-alúmina es de 10-30μm, la distribución intergranular de cristales granulares de magnesita, el tamaño de los granos más pequeños que la espinela de magnesia-alúmina.
(2) Arena de espinela de magnesia-alúmina electrofundida.
La espinela de magnesia-alúmina electrofundida está hecha de magnesita y alúmina industrial como materias primas, utilizando horno de arco eléctrico para fundir y sintetizar espinela, que tiene las características de proceso simple y cristales grandes con alta densidad de la espinela sintetizada. La espinela sintética de fusión eléctrica se utiliza a menudo como materia prima para hornos de refinado, placas deslizantes y otros productos de espinela.
La siguiente tabla muestra el índice técnico típico de la arena de espinela de aluminio y magnesio fundida eléctricamente.
| SiO2 | CaO | MgO | Al2O3 | Fe2O3 | TiO2 | Densidad aparente/g-cm-3 |
| 2.51 | 0.60 | 30.53 | 61.54 | 0.73 | 2.79 | 3.40 |
La microestructura de la espinela de magnesia-alúmina electrofundida se caracteriza por la fase cristalina principal espinela de magnesia-alúmina con una pequeña cantidad de magnesia-olivina. Los cristales de espinela son completos y gruesos, por encima de varios cientos de micras, con alta densidad.
2. Arena de espinela de magnesio-cromo.
La arena de espinela de magnesia-cromo es una materia prima refractaria compleja de magnesia obtenida por síntesis artificial con cristal base de magnesia y espinela secundaria como mineral principal. El sistema Mg0-Cr2O3 es muy similar al MgO-Al2O3, y existe una espinela compuesta de magnesia-cromo MgO-Cr2O3 en el sistema, que es la base teórica de la síntesis de arena de espinela de magnesia-cromo. Por lo general, la espinela de magnesia-cromo y la arena de magnesia compuesta fabrican ladrillos de magnesia-cromo, especialmente ladrillos de magnesia-cromo combinados directamente, ampliamente utilizados en metalurgia, materiales de construcción y otros campos industriales.
En la actualidad, en el mercado se utilizan principalmente la arena de magnesio-cromo 20 y la arena de magnesio-cromo 36. Normalmente, el grado de la arena de magnesio-cromo está relacionado con el contenido de óxido de cromo en la arena de magnesio-cromo. La siguiente tabla muestra el índice técnico típico de la arena de magnesio-cromo.
| Título | SiO2 | CaO | MgO | Al2O3 | Fe2O3 | Cr2O3 | Densidad aparente/g-cm-3 |
| 20 Arena de magnesio-cromo | 0.99 | 0.98 | 67.76 | 3.46 | 5.81 | 20.94 | 3.65 |
| 36 Arena de magnesio-cromo | 0.78 | 0.53 | 48.72 | 5.74 | 8.43 | 36.12 | 3.82 |
La microestructura de la arena de magnesia-cromo se caracteriza por la fase cristalina principal magnesita y la espinela de magnesia-cromo. A partir de su diagrama de morfología de lámina de luz, puede verse que el gris es la fase cristalina principal de magnesita, el blanco es la espinela secundaria de desolvatación, el gris-blanco es la fase de silicato, y los granos de magnesita están combinados por la fase de espinela y silicato entre ellos. En comparación con la arena de magnesio-cromo electrofundida de 20 cromo, el tamaño cristalino de la espinela de la arena de magnesio-cromo de 36 cromo es grande, y se produce un fenómeno de agregación de espinelas.
3. Arena de espinela de hierro-aluminio：.
La espinela de hierro y aluminio es un mineral poco frecuente en la naturaleza. Su fórmula química es FeAl2O4. Es un sistema cristalino ortoclínico, isométrico, de cristalización mayoritariamente octaédrica. Su punto de fusión es de 1780℃. Es el único compuesto estable del sistema FeO-Al2O3. La espinela FeO-Al tiene buenas propiedades, con un alto punto de fusión (1780℃) y un bajo coeficiente de expansión térmica. Cuando se añade a los ladrillos refractarios, la espinela de hierro-aluminio confiere excelentes propiedades fisicoquímicas a los ladrillos. Sin embargo, rara vez existe en la naturaleza y debe sintetizarse artificialmente, generalmente mediante métodos de electrofusión y sinterización para sintetizar espinela de hierro-aluminio.
Observando el diagrama de fases del sistema FeO-Al2O3, se encuentra que existe un compuesto fundido con un punto de fusión de 1780°C por debajo de 1750°C es un compuesto estable sólo en la región donde el óxido ferroso FeO puede existir de forma estable para asegurar que el compuesto formado con Al2O3 es espinela FeO-Al2O3. Y en las condiciones fuera de la región de la presencia estable de FeO, el producto obtenido por la acción de óxido de hierro y Al23 son difíciles de decir que es FeO-Al2O3 espinela, pero puede ser una solución sólida que contiene una gran cantidad o principalmente Fe2O3-Al2O3.
De la morfología de la microestructura de la espinela de hierro-aluminio electrofundida y de la espinela de hierro-aluminio sinterizada se desprende que la principal fase cristalina de ambas es la espinela de hierro-aluminio. La diferencia es que el tamaño del cristal de la espinela de hierro-aluminio fundida es grande, alcanzando varios cientos de micras, y la densidad de las materias primas es alta, pero la uniformidad no es alta, y la fase de impureza está concentrada. El tamaño del cristal de la espinela de hierro-aluminio sinterizada oscila entre 20 ~ 40 m, el tamaño del cristal es más uniforme la densidad de la materia prima no es alta, contiene más poros abiertos, y el tamaño de los poros es mayor.
