目前，尚未發(fā)現可以直接應用與高溫行業(yè)耐火材料生產(chǎn)的天然尖晶石資源，所用尖晶石原料主要通過(guò)人工合成制備。尖晶石的合成制備的主要工藝方法包括固相燒結法、熔融法、高溫霧化法、干燥沖洗法、共沉淀法等。大規模生產(chǎn)耐火材料用尖晶石原料的兩個(gè)主要途徑是燒結和電熔，制備工藝都已經(jīng)比較成熟。兩種方法制備的尖晶石原料因工藝因素影響，在制得尖晶石的晶粒尺寸、強度、蠕變、氣孔率等方面均有差異。
1、燒結法
大英鎂鋁尖晶石燒結法是在一定的反應溫度下，采用工業(yè)氧化鋁或優(yōu)質(zhì)鋁礬土、輕燒氧化鎂高溫煅燒生成鎂鋁尖晶石的工藝過(guò)程。燒結鎂鋁尖晶石具有體積密度大、熱膨脹系數小、熱穩定性好、氣孔率低、耐高溫、抗渣性強等特點(diǎn)。
從動(dòng)力學(xué)上分析，形成固態(tài)尖晶石是非常困難的，形成固態(tài)尖晶石必須達到一定反應活性，工藝對原料及細度等參數有一定的要求。以工業(yè)氧化鋁為原料，在700900℃溫度下尖晶石開(kāi)始生成，在12001600℃溫度下反應進(jìn)行劇烈。由于燒結生成尖晶石時(shí)，能夠產(chǎn)生明顯的體積膨脹效應，難以實(shí)現完全燒結，而且其再結晶能力很差。因此，釆用工業(yè)氧化鋁為原料制備得到的具有一定強度、致密的尖晶石原料，燒結必須在高于1700℃的溫度下進(jìn)行。由于礬土中雜質(zhì)(SiO2、TiO2、Fe2O3、堿金屬)在燒結時(shí)形成玻璃相較多，因此用燒結法制備的礬土基尖晶石與氧化鋁基尖晶石相比，礬土基尖晶石沒(méi)有氧化鋁基尖晶石的耐溫性能好，而且蠕變速率較高。所以燒結工藝制備的礬土基尖晶石一般用于對抗侵蝕性和高溫強度要求不高的條件下。
采用燒結法合成尖晶石的具有的優(yōu)點(diǎn)是：其反應一個(gè)連續的陶瓷化過(guò)程，該工藝過(guò)程窯內溫度分布均勻，喂料速度容易控制，燒結生成尖晶石的晶粒尺寸分布在3080μm，材料特性均勻且氣孔率低，一般在3%以下。
2、電熔法
鎂鋁尖晶石電熔法是采用大英高純輕燒鎂粉和優(yōu)質(zhì)工業(yè)氧化鋁粉，在大型電弧爐內經(jīng)過(guò)高溫熔融，精煉反應生成鎂鋁尖晶石的工藝方法。電熔鎂鋁尖晶石具有體積密度大、色澤好，其熱震穩定性好、抗侵蝕能力強。電熔法采用高純原材料能夠控制材料中的雜質(zhì)含量，MgO+Al2O3的合量可以達到99%以上，通過(guò)降低雜質(zhì)含量能夠提高尖晶石的耐高溫性能，控制氧化硅含量是一種比較有效的途徑。與燒結法不同，電熔法生產(chǎn)尖晶石是一種間歇式的批量生產(chǎn)過(guò)程。大的熔融塊需要經(jīng)過(guò)很長(cháng)的時(shí)間才能夠冷卻，在冷卻過(guò)程中，容易導致晶塊微觀(guān)結構不均勻。內部的尖晶石冷卻速度比外部的尖晶石慢，外部晶體發(fā)育尺寸比內部的尖晶石小。另一方面，因為雜質(zhì)熔點(diǎn)低容易集中在熔塊中心。因此，必須通過(guò)對已電熔合成的尖晶石進(jìn)行仔細挑選均化才能獲得較為勻質(zhì)的尖晶石原料。
燒結尖晶石晶粒尺寸比較均勻，電熔尖晶石晶粒發(fā)育良好。采用同類(lèi)原料不同工藝制備的尖晶石，電熔尖晶石的抗熱震性比燒結尖晶石優(yōu)良，這與它們各自的結晶狀況有關(guān)，燒結尖晶石在抗熱震前后的顆粒破壞強度比電熔尖晶石大，其強度降低明顯。
