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尖晶石,(Mg,Fe)(Cr,Al,Fe)2O4系礦物是自然界最龐大的系列,包括13個(gè)端元。其中以鎂鋁尖晶石Spinel MgAl2O4為首,故"尖晶石"一詞也專指鎂鋁尖晶石,是比較稀少的天然礦物。也因其晶瑩剔透、具有適度的反射率可被加工成寶石,因而有"貴尖晶石"之稱;其他12個(gè)尖晶石都有各自的專用名稱,必須加前綴以示區(qū)別:如磁鐵礦Fe,Fe2O4,鉻鐵礦(Mg,Fe)(Cr,Al,Fe)2O4。
作為耐火原料的主要是人工合成的鎂鋁尖晶石和自然礦物鉻鐵礦,后者早被開發(fā)利用,是鎂鉻系堿性耐火材料的重要原料。后來被發(fā)現(xiàn)其中的Cr3+可以氧化成Cr6+有致癌傾向而限制其應(yīng)用,于是設(shè)想開發(fā)MgO-FeAl2O4系耐火材料取而代之。2002年以來在期刊上發(fā)表了不少合成FeAl2O4的文章,宣傳其可行性和用以制造耐火材料。實(shí)際上合成FeAl2O4是很難做到的,只有在嚴(yán)格控制還原氣氛的實(shí)驗(yàn)室方可制得;在工業(yè)生產(chǎn)條件下是做不到的,得到的卻是Fe(Al,Fe)2O4,與FeAl2O4性能變異。
如有文章稱:以"以三氧化二鐵和鋁粉為原料,通過燃燒合成方法制備鐵鋁尖晶石(FeA12O4)"的研究,只能視為純學(xué)術(shù)性的;2011年3期硅酸鹽學(xué)報(bào)刊登一篇文章稱:"以Fe2O3粉和Al2O3粉為原料,配料時(shí)需要引入一定量還原碳粉以消耗Fe2O3分解產(chǎn)生的氧氣,當(dāng)燒結(jié)溫度高于1 500℃時(shí)所有的鐵源都轉(zhuǎn)化為鐵鋁尖晶石相。由于燒結(jié)溫度較高,目前僅限于實(shí)驗(yàn)室合成"。該試驗(yàn)既無學(xué)術(shù)價(jià)值,也不適于工業(yè)生產(chǎn)。
其實(shí),鎂鉻磚只有在氧化氣氛的窯(熔)爐中使用,始易生成Cr6+,如水泥回轉(zhuǎn)窯。早在上世紀(jì)60年代,德國Refra公司便開發(fā)了MgO-MgAl2O4系回轉(zhuǎn)窯用耐火磚,使用效果良好、行銷全球。(摘自《耐火原料名稱注釋與規(guī)范芻議》,作者高振昕 劉百寬)