自然界中鎂鋁尖晶石蘊藏量極少, 目前在工業(yè)應用上主要以合成原料為主 (圖2是人工合成的純鎂鋁尖晶石的SEM照片8) 。合成的方法主要有:固相燒結法、電弧爐熔制法、共沉淀法、干燥及沖洗法、高溫霧化法等, 工業(yè)生產(chǎn)中主要采用前兩種方法。相應的鎂鋁尖晶石產(chǎn)品有電熔尖晶石, 燒結尖晶石, 熱活性尖晶石。與電弧爐熔制法相比, 固相燒結法具有合成工藝簡單, 生產(chǎn)成本低, 能采用天然原料合成等優(yōu)點, 因此被廣泛采用。

     鎂鋁尖晶石在900℃時就開始生成, 到1 400℃時反應已經(jīng)進行的很強烈, 1 500℃時反應趨于結束。但是由于尖晶石生成時的體積膨脹使其很難燒結, 而且其再結晶能力很弱。溫度制度是獲得致密尖晶石熟料重要的因素之一。因此, 要得到致密的、有一定強度的尖晶石制品其燒結溫度必須在1 700℃以上。固相燒結法包括兩種合成工藝:一步煅燒法和二步煅燒法。

1 一步煅燒法

     一部煅燒法合成工藝:原料→共同細磨→壓型→死燒→熟料。采用這種工藝合成的熟料, 強度低, 致密性差。這主要是由于尖晶石生成時5%~8%的體積膨脹所引起的。但是, 如果通過控制工藝, 增加燒結溫度等方法是可以得到較好的鎂鋁尖晶石制品的。一步煅燒法的更大特點就是合成尖晶石的工藝簡單, 生產(chǎn)成本低。

2 二步煅燒法

     二步煅燒法合成工藝:原料→共同細磨→成坯 (或成球) →輕燒→活性尖晶石粉→破碎→細磨→成型→死燒→熟料。采用這種合成工藝可以得到致密性好, 品質(zhì)優(yōu)良的熟料。從理論上來說, 尖晶石合成時, 重復煅燒的次數(shù)越多, 且把每次煅燒后的產(chǎn)物均勻細磨, 則合成效果越好。雖然二步煅燒法合成工藝復雜, 生產(chǎn)成本高, 但實際生產(chǎn)中大多采用此方法。