الطور البلوري المغنيسيوم-الألومنيوم/المغنيسيوم-الكروم-المغنيسيوم/الحديد-الألومنيوم الإسبنيل ذو البنية الرملية

1. رمال الإسبنيل المغنيسيا-الألومينا المغنيسيا.

الصيغة الكيميائية لإسبنيل المغنيسيوم والألومنيوم MgAl2O4 أو MgO-Al2O3، المحتوى النظري ω(MgO) = 28.3%، ω(Al2O3) = 71.7%. ونادراً ما يوجد إسبنيل المغنيسيا-الألومينا الطبيعي وجميع التطبيقات الصناعية هي منتجات صناعية. يتمتع إسبنيل المغنيسيا الألومينا المغنيسيا بمقاومة جيدة للتآكل والتآكل واستقرار جيد للصدمات الحرارية. وفقًا لطريقة التوليف تنقسم إلى طريقة التلبيد وطريقة الصهر الكهربائي.
تبلغ درجة انصهار محلول الإسبنيل الصلب MgAl الصلب 2135 ℃. نظرًا لتفاعل MgO وAl2O3 لتكوين الإسبنيل، يوجد حوالي 5% إلى 8% تمدد حجم، مما يشكل بعض الصعوبات في عملية تكثيف عملية تخليق الإسبنيل Mg-Al. ينتمي تخليق إسبنيل المغنيسيوم-آل الإسبنيل إلى تفاعل الطور الصلب، والذي يمكن رؤيته على أن أيونات الأكسجين ذات نصف القطر الأكبر تقوم بالتراكم المضغوط، بينما تنتشر أيونات المغنيسيوم والأل ذات نصف القطر الأصغر في إطار تراكم أيونات الأكسجين المضغوط الثابتة.
(1) رمال الإسبنيل المغنيسيا-الألومينا الملبدة.
عادةً ما يكون الإسبنيل الاصطناعي الملبد عبارة عن مغنيسيت الإسبنيل الصناعي عالي النقاء محروقًا بشكل خفيف (جزء كتلة الشوائب أقل من 3%) والألومينا الصناعية أو الألومينا المختلطة طحن، التكوير، في فرن دوار بدرجة حرارة عالية أو تكليس فرن اللهب المقلوب. يستخدم في الغالب في تحضير فرن الأسمنت مع المغنسيت طوب الإسبنيل.

يوضح الجدول التالي المؤشر الفني النموذجي لرمل الإسبنيل الغني بالمغنيسيا.

SiO2	ثاني أكسيد الكالسيوم	المغنيسيوم المغنيسيوم	Al2O3	حديد2أكسيد الحديد2O3	الكثافة السائبة/غرام/سم3
0.23	0.64	47.53	50.78	0.31	3.31

تعتمد الخصائص البنيوية المجهرية لإسبنيل المغنيسيا-الألومينا الملبد على نوع المادة الخام ومعلمات عملية التخليق. وقد اختارت التجارب مسحوق الألومينا الصناعي ومسحوق أكسيد المغنيسيوم المحترق قليلاً الذي تنتجه إحدى الشركات كمواد خام لتخليق الإسبنيل الغني بالمغنيسيوم. الطور البلوري الرئيسي للإسبنيل الغني بالمغنيسيوم هو إسبنيل المغنيسيا-الألومينا والمغنسيوم، وحجم حبيبات إسبنيل المغنيسيا-الألومينا هو 10-30 ميكرومتر، والتوزيع بين الحبيبات لبلورات المغنسيوم الحبيبية، وحجم حبيبات الإسبنيل أصغر من حبيبات إسبنيل المغنيسيا-الألومينا.
(2) رمل الإسبنيل المغنيسيا-الألومينا المصهور كهربائياً.
يُصنع إسبنيل المغنيسيا-الألومينا المصهور كهربائيًا من المغنسيت والألومينا الصناعية كمواد خام، باستخدام فرن القوس الكهربائي لصهر الإسبنيل وتصنيعه، والذي يتميز بخصائص العملية البسيطة والبلورات الكبيرة ذات الكثافة العالية للإسبنيل المُصنَّع. وغالبًا ما يستخدم الإسبنيل الاصطناعي بالانصهار الكهربائي كمواد خام لتكرير الأفران والألواح المنزلقة ومنتجات الإسبنيل الأخرى.

يوضح الجدول التالي المؤشر الفني النموذجي لرمل إسبنيل الألومنيوم المغنيسيوم المنصهر الكهربائي.

SiO2	ثاني أكسيد الكالسيوم	المغنيسيوم المغنيسيوم	Al2O3	حديد2أكسيد الحديد2O3	TiO2	الكثافة السائبة/غرام/سم3
2.51	0.60	30.53	61.54	0.73	2.79	3.40

تتسم البنية المجهرية لإسبنيل المغنيسيا-الألومينا المنصهر كهربائيًا بالمرحلة البلورية الرئيسية لإسبنيل المغنيسيا-الألومينا مع كمية صغيرة من المغنيسيا-الأوليفين. تكون بلورات الإسبنيل كاملة وخشنة، أعلى من عدة مئات من الميكرون، بكثافة عالية.
2. رمل الإسبنيل المغنيسيوم الكروم المغنيسيوم.
رمل الإسبنيل المغنيسيا-الكروم المغنيسيا هو مادة خام حرارية معقدة من المغنيسيا يتم الحصول عليها عن طريق التخليق الاصطناعي مع بلورة المغنيسيا الأساسية والإسبنيل الثانوي كمعدن رئيسي. نظام Mg0-Cr2O3 يشبه إلى حد كبير MgO-Al2O3، وهناك إسبنيل مغنيسيا-كروم مركب MgO-Cr2O3 في النظام، وهو الأساس النظري لتخليق رمل المغنيسيا-الكروم الإسبنيل المغنيسيا-الكروم. عادةً ما يكون الإسبنيل المغنيسيا والكروم الإسبنيل ورمل المغنيسيا مركبًا من طوب المغنيسيا والكروم، وخاصةً طوب المغنيسيا والكروم المركب مباشرة، ويستخدم على نطاق واسع في علم المعادن ومواد البناء والمجالات الصناعية الأخرى.

في الوقت الحاضر، يستخدم السوق على نطاق واسع بشكل رئيسي 20 رمل المغنيسيوم والكروم و 36 رمل المغنيسيوم والكروم. عادةً ما ترتبط درجة رمل المغنيسيوم والكروم بمحتوى أكسيد الكروم في رمل المغنيسيوم والكروم. يوضح الجدول التالي المؤشر التقني النموذجي لرمل المغنيسيوم والكروم.

العنوان	SiO2	ثاني أكسيد الكالسيوم	المغنيسيوم المغنيسيوم	Al2O3	حديد2أكسيد الحديد2O3	Cr2O3	الكثافة السائبة/غرام/سم3
20 رمل المغنيسيوم والكروم 20	0.99	0.98	67.76	3.46	5.81	20.94	3.65
36 رمل المغنيسيوم والكروم 36	0.78	0.53	48.72	5.74	8.43	36.12	3.82

تتميز البنية المجهرية لرمل المغنسيوم والكروم بالمرحلة البلورية الرئيسية المغنسيت وإسبنيل المغنسيوم والكروم. من مخطط مورفولوجيا الصفائح الضوئية، يمكن ملاحظة أن الرمادي هو الطور البلوري الرئيسي للمغنسيت، والأبيض هو الإسبنيل الثانوي للإنحلال، والرمادي-الأبيض هو طور السيليكات، ويتم دمج حبيبات المغنسيت بواسطة طور الإسبنيل والسيليكات بينهما. بالمقارنة مع رمل المغنيسيوم والكروم المُنصهر كهربائياً 20 كروم-رمل المغنيسيوم والكروم، فإن حجم الإسبنيل الرملي المغنيسيوم-رمل الكروم 36 كبير الحجم، وهناك ظاهرة تجمع الإسبنيل.
3. رمل إسبنيل الحديد والألومنيوم ：

إسبنيل الحديد والألومنيوم هو معدن نادر في الطبيعة. الصيغة الكيميائية هي FeAl2O4. وهو عبارة عن نظام بلوري متعامد متساوي الأضلاع، متساوي القياس، معظمه ثماني السطوح. تبلغ درجة انصهاره 1780 ℃. وهو المركب الوحيد المستقر في نظام FeO-Al2O3. يتميز الإسبنيل FeO-Al الإسبنيل بخصائص جيدة، مع نقطة انصهار عالية (1780 ℃) ومعامل تمدد حراري منخفض. عند إضافته إلى الطوب الحراري، يضفي إسبنيل الحديد والألومنيوم خصائص فيزيائية كيميائية ممتازة على الطوب. ومع ذلك، نادرًا ما يكون موجودًا في الطبيعة ويجب تصنيعه صناعيًا، وعادةً ما يتم ذلك بطرق الصهر الكهربائي والتلبيد لتصنيع سبينيل الحديد والألومنيوم.
بملاحظة الرسم البياني الطوري لنظام FeO-Al2O3، يتبين وجود مركب منصهر بدرجة انصهار 1780 درجة مئوية أقل من 1750 درجة مئوية هو مركب مستقر فقط في المنطقة التي يمكن أن يتواجد فيها أكسيد الحديد FeO بثبات للتأكد من أن المركب المتكون مع Al2O3 هو إسبنيل FeO-Al2O3. وفي الظروف التي تكون خارج منطقة الوجود المستقر لأكسيد الحديد FeO، يصعب القول بأن المنتج الناتج الناتج بفعل أكسيد الحديد والأل23 هو إسبنيل FeO-Al2O3 ولكن قد يكون محلول صلب يحتوي على كمية كبيرة أو بشكل أساسي Fe2O3-Al2O3.
من مورفولوجيا البنية المجهرية لإسبنيل الحديد والألومنيوم المنصهر كهربائيًا وإسبنيل الحديد والألومنيوم الملبد، يبدو أن الطور البلوري الرئيسي لكليهما هو إسبنيل الحديد والألومنيوم. ويكمن الاختلاف في أن حجم بلورة الإسبنيل المصنوع من الحديد والألومنيوم المنصهر كبير، حيث يصل إلى عدة مئات من الميكرون، وكثافة المواد الخام عالية، ولكن التوحيد ليس عاليًا، ومرحلة الشوائب مركزة. يتراوح حجم بلورة إسبنيل الحديد والألومنيوم الملبد بين 20 ~ 40 متر، وحجم البلورة أكثر اتساقًا وكثافة المواد الخام ليست عالية، وتحتوي على مسام مفتوحة أكثر، وحجم المسام أكبر.