镁铝尖晶石(简称Spinel)的化学式为MgAl2O4或MgO。Al2O3，理论含量MgO28.3%，Al2O.7%。天然镁铝尖晶石极少发现，工业上应用的全部是人工合成产品。镁铝尖晶石具有良好的抗侵蚀能力、抗磨蚀能力，热震稳定性好。其最主要的用途：一是代替镁铬砂制造镁铝尖晶石砖用于水泥回砖窑，不但避免了铬公害，而且具有极好的抗剥落性；二是用于制作钢包浇注料，大大提高钢包衬的抗侵蚀能力。其应用范围还在不断扩大，如镁铝尖晶石制品用于有色冶金、玻璃工业等。镁铝尖晶石是极具发展前景的高级耐火原料。
烧结镁铝尖晶石镁铝尖晶石的合成工艺如下所示：
1.原料
MgO原料：烧结氧化镁或海水镁砂、轻烧镁粉、氢氧化镁、碳酸镁等。
Al2O3原料：煅烧氧化铝、工业氧化铝、铝矾土、板状氧化铝、电熔刚玉、氢氧化铝等。
实践表明，制造烧结尖晶石最合适的Al2O3原料是煅烧氧化铝，其次是板状氧化铝，高活性的氢氧化铝和化学惰性的电熔刚玉不适合用作合成尖晶石的原料：在含镁原料中，烧结氧化镁是最好的MgO来源。我国开发的铝矾土基尖晶石则以I等铝矾土与轻烧镁粉为原料。
氧化镁2.MgO/AlA比值
合成镁铝尖晶石的配比，即MgO/Al2O3比值(摩尔比)直接影响合成砂的性能。研究表明，MgO/Al2O3比值大于1时，随MgO/Al2O3比值的增大，尖晶石砂的颗粒体枳密度和气孔率逐渐增加；当MgO/Al2O3比值小于1时，随MgO/Al2O3比值的降低，尖晶石砂的顆粒体积密度和气孔率也逐渐增加。MgO/Al2O3为1左右时，体积密度最小。通常MgO/Al2O3比值大于1，即富镁尖晶石结构较为致密。从使用的角度讲，MgO/Al2O3值增大，热料的脆性减弱，制成的制品热震稳定性较好：但富铝尖晶石(MgO/Al2O3小于1)中的富余Al2O3与液相反应，生成C2AS、CA2、CA6等矿物，增大渣的黏性，能抑制渣的侵蚀。
实际生产中，合成尖晶石的MgO/Al2O3比值应根据其用途而定。富镁尖晶石通常用于代替铬铁矿，与镁成原枓配合，制造碱性耐火砖，用做大型水泥窑的窑衬；富铝尖晶石则常与Al2O3质原料配合制造钢包浇注料。而当采用天然原料(铝矾土等)合成镁铝尖晶石时，为避免出现假蓝宝石、堇青石等低熔物相，一般宜采用富镁的配比。
3.合成工艺
首先将MgO原料与含Al2O3原料进行共同混磨，混磨细度是关键的工艺参数。以煅烧氧化铝和烧结氧化镁为原料合成镁铝尖晶石时，若在℃烧成，则原料必须粉磨至小于0.04mm(50%~70%应小于5-10μm)。磨细后的原料经压球或成坯供烧成。
镁铝尖晶石的合成也有一步煅烧与二步煅烧之分。一步锻烧是将生料坯体在高温下一次烧成，即尖晶石的生成和烧结一次完成。由于MgO与Al2O3在~℃反应生成尖晶石时会产生明显的膨胀(如图9-23)，对烧结致密不利。因而一步煅烧镁铝尖晶石往往需要较高的温度，高纯尖晶石的烧结温度通常在~℃。二步锻烧法之第一步是将海合料坯体在~℃下煅烧使尖晶石的生成量达到85%~90%，其余为未反应的MgO和α-Al2O3。例如富镁尖晶石中两者的残余里分别为。如果第一步的煅烧温度太高，使尖晶石的生成量达最大，则它的比表面积与烧结活性都会下降。经第一步煅烧后的尖晶石通常称作活性尖晶石或轻烧尖晶石。将活性尖晶石磨细后(-目，44μm占%)再压坯或成球进行第二步煅烧。由于尖晶石的形成在第一步时已完成大部分，因此活性尖晶石在烧结时不产生膨胀(见图1)。活性尖晶石粉具有极好的热活性和烧结性。用%的活性尖晶石在℃下烧结可达到3.45g/cm3的体积密度，为理论密度的96%，这一过程约产生17%的体积收缩。
图1尖晶石烧结过程中的体积变化
为了节省能源，在第二步煅烧时也有采用部分活性尖晶石与生料配合使用的。
保温时间对尖晶石烧结密度的影响是非常明显的。如图2所示，煅烧时间长则体积密度高。
图2煅烧时间与尖晶石体积密度
添加剂也常用于镁铝尖晶石的合成与烧结。B2O3、MgCl2·6H2O、MgF2、AlF3等较为常用。B2O3可以降低尖晶石的合成与烧结温度，而对材料性能不产生明显的危害；MgCl2·6H2O也是非常合适的烧结助剂。选择的添加剂要具有热分解和气化等特点，添加剂以细粉形式在第一步煅烧前就应加入，最好能共同混磨。加入量—般为1%~3%。此外，引入已合成的尖晶石熟料作为晶核(种)，也能促进尖晶石晶体的生长发育。
竖窑、回转窑和隧道窑都可用于镁铝尖晶石的合成。高温竖窑是较为理想的热工设备。