1.镁铝尖晶石砂：
镁铝尖晶石化学式MgAl2O4或MgO·Al2O3，理论含w(MgO)=28.3%，w(Al2O3)=71.7%。
镁铝/镁铬/铁铝尖晶石砂结构晶相与各项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。按照合成方法分为烧结法和电熔法两种。
镁铝尖晶石固溶体熔点为℃。在镁铝尖晶石固溶体理论组成的两侧有两个低共熔点，MgO侧的低共熔点组成为w(MgO)=45%，w(Al2O3)=55%，Al2O3侧的低共熔点组成为w(Al2O3)=97%，w(MgO)=3%，其低共熔温度分别为℃和℃。
由于MgO和Al2O3反应生成尖晶石，约有5%～8%的体积膨胀，对镁铝尖晶石合成过程的致密化带来一定困难。
镁铝尖晶石的合成属于固相反应，可看成较大半径的氧离子做紧密堆积，而较小半径的镁离子和铝离子在固定的氧离子紧密堆积的框架下相互扩散。
(1)烧结镁铝尖晶石砂：
烧结合成尖晶石通常以高纯轻烧MgO(杂质质量分数小于3%)与工业氧化铝或矾土混磨、压球，入高温回转窑或倒焰窑煅烧。多用于制备水泥窑用方镁石一尖晶石砖。
下表为典型富镁尖晶石砂技术指标
烧结镁铝尖晶石的显微结构特征取决于原料种类及合成工艺参数。实验选择某公司生产的工业氧化铝粉和轻烧氧化镁粉为原料合成的富镁尖晶石。
富镁尖晶石主晶相为镁铝尖晶石和方镁石，镁铝尖晶石晶粒尺寸为10～30μm，晶间分布有粒状的方镁石晶体，尺寸较镁铝尖晶石晶粒小。
(2)电熔镁铝尖晶石砂：
电熔镁铝尖晶石以菱镁矿和工业氧化铝为原料，采用电弧炉熔融合成尖晶石，具有工艺简单、合成的尖晶石密度大晶体大的特点。
电熔合成尖晶石常作为精炼炉、滑板等尖晶石制品原料而应用。
下表所示为典型电熔镁铝尖晶石砂技术指标
电熔镁铝尖晶石微观结构特征是主晶相镁铝尖晶石，含有少量镁橄榄石，尖晶石结晶完整粗大，在几百微米以上，致密度高。
2.镁铬尖晶石砂：
镁铬尖晶石砂是采用镁质原料(烧结镁砂天然菱镁矿或海(卤)水氢氧化镁制得的轻烧镁粉)和铬铁矿配合，经人工合成(烧结或电熔)得到的以方镁石基晶和二次尖晶石为主要矿物的镁质复相耐火原料。
Mg0-Cr2O3系统与MgO-Al2O3极为相似，系统内有一化合物镁铬尖晶石MgO·Cr2O3，是镁铬尖晶石砂合成的理论基础。
通常镁铬尖晶石与镁砂复合制造的镁铬砖，特别是直接结合镁铬砖，广泛用于冶金、建材等工业领域。
目前市场上广泛应用主要是20镁铬砂和36镁铬砂。通常镁铬砂的牌号根据镁铬砂中氧化铬含量。
下表所示为典型镁铬砂技术指标
镁铬砂显微结构特征是主晶相方镁石和镁铬尖晶石。从其光片形貌图中可以看出灰色的为方镁石主晶相，白色的为脱溶的二次尖晶石，灰白色的为硅酸盐相，方镁石晶粒之间由尖晶石相、硅酸盐相结合。
与电熔20铬镁铬砂比较，36铬镁铬砂尖晶石结晶尺寸大，且有尖晶石聚集现象。
3.铁铝尖晶石砂：
铁铝尖晶石是一种自然界少有的矿物，化学分子式为FeAl2O4，属于正尖晶石，为等轴晶系，多呈八面体结晶，其熔点为℃，是FeO-Al2O3体系中唯一稳定的化合物。
铁铝尖晶石具有良好的性质，具有较高的熔点(℃)，较低的热膨胀系数(5～℃，8.2×10-6～9.0×10–6/℃)。
当把铁铝尖晶石加入到耐火砖中时，会赋予耐火砖优异的物理化学性能，特别是在水泥回转窑的高温带，使耐火砖具有很优异的挂窑皮能力，这样极高的强度可抵抗因椭圆度、窑皮变形、轮带区域、热震等引起的机械应力所造成的剥落。
还可使耐火砖对碱、硫、氯、熟料相等有优异的抗化学侵蚀能力。但在自然界很少存在，必须经人工合成，一般采用电熔法和烧结法合成铁铝尖晶石。
观察FeO-Al2O3系统相图，发现存在一熔融化合物，熔点℃在低于℃时是稳定存在的化合物只有在氧化亚铁FeO能稳定存在的区域内，才能保证与Al2O3形成的化合物是FeO·Al2O3尖晶石。
而在FeO稳定存在区域以外的条件下，铁的氧化物与Al23作用得到的产物都很难说是FeO·Al2O3尖晶石，而可能是含有大量或主要是Fe2O3-Al2O3固溶体。
从电熔铁铝尖晶石和烧结铁铝尖晶石的显微结构形貌观察看来，两者主晶相均为铁铝尖晶石，区别在于：
电熔铁铝尖晶石的晶体尺寸大，达几百微米，原料致密度高，但均匀性不高，杂质相多集中分布；
而烧结铁铝尖晶石的晶体尺寸在20～40m之间，晶体大小较均匀原料致密程度不高，含较多的开口气孔，且孔径较大。