通常所說(shuō)的尖晶石是指所有屬于尖晶石族的礦物，狹義的尖晶石僅指鎂鋁尖晶石。
 
尖晶石族礦物的化學(xué)通式為：AB2O,,或RO·R2O3.其中A為Mg2+、Fe2+、Zn2+、Mn2+Co2+、Ni2+等二價(jià)正離子，B為AP+、Fe+、Cr+等三價(jià)正離子。尖晶石族礦物都是等軸晶系礦物。
 
該族礦物根據(jù)其成分中三價(jià)離子的不同，分為三個(gè)系列：1)尖晶石系列（鋁尖晶石）；2)磁鐵礦系列（鐵-尖晶石）；3)鉻鐵礦系列（鉻-尖晶石）。這三個(gè)系列之間，存在著不同的類(lèi)質(zhì)同象關(guān)系。尖晶石系列與磁鐵礦系列之間為連續(xù)類(lèi)質(zhì)同象：尖晶石系列與鉻鐵礦系列為不連續(xù)的類(lèi)質(zhì)同象：磁鐵礦系列與鉻鐵礦系列之間為連續(xù)的類(lèi)質(zhì)同象。
 
1.鎂鋁尖晶石
 
鎂鋁尖品石的化學(xué)式為MgO·A12O2,MgO28.2%,Al2O,71.8%,它具有良好的性質(zhì)，但天然的較少，不能滿(mǎn)足工業(yè)的需求，因此世界各國(guó)的耐火材料行業(yè)都在開(kāi)發(fā)合成尖晶石原料，目前合成尖晶石原料有四種不同的形式：電熔尖晶石；燒結(jié)尖晶石砂；燒結(jié)方鎂石一尖晶石砂；輕燒尖晶石。國(guó)內(nèi)已能生產(chǎn)，主要產(chǎn)地（或單位）有吉林梅河口、湖南冷水灘耐火材料廠(chǎng)，洛陽(yáng)耐火材料研究院，遼寧鎂礦公司，江蘇江都等。
 
(1)鎂鋁尖晶石的合成
 
合成尖晶石的反應(yīng)式為：
 
A12O3+MgO→MgA12O1(或?qū)懗蒑gO·Al2O3)(AV約8%)
 
AI2O2的來(lái)源有工業(yè)氧化鋁和特級(jí)高鋁硯土生料
 
MgO的來(lái)源有：菱鎂礦或輕燒鎂石粉。
 
合成鎂鋁尖晶石有兩個(gè)途徑：以工業(yè)氧化鋁和輕燒鎂石粉（或菱鎂礦）為原料，在高溫下般燒而成；以特級(jí)硯土生料和輕燒鎂石粉（或菱鎂礦）為原料，在高溫下鍛燒而成。鍛燒的方法采用電熔法或燒結(jié)法。當(dāng)采用燒結(jié)法合成尖晶石時(shí)，于900C開(kāi)始反應(yīng)，在1400C已經(jīng)進(jìn)行得很激烈；至1500C合成即趨完成。但是由于尖晶石的再結(jié)晶能力很弱，合成溫度都在1650C以上。在合成時(shí)由于伴隨有6.9%的體積膨脹，加以尖晶石的再結(jié)晶能力弱，其體積密度比由電熔法合成的尖晶石要低。鎂鋁尖晶石的合成過(guò)程的關(guān)鍵是原料MgO與ALO的配比，即MgO/ALO2的值。一般情況下認(rèn)為MgO/A12O3大于1比較理想，可得到較為致密的鐵鋁尖晶石熟料從而提高制品的高溫性能；從應(yīng)用的角度講，MgO/A12O2值增加，鎂鋁尖晶石熟料的脆性減弱，可使制品熱震穩(wěn)定性增強(qiáng)。
 
原料的粒度對(duì)鎂鋁尖晶石的合成有較大影響，粒度愈細(xì)，合成尖晶石的反應(yīng)愈完全。故在合成尖晶石工藝中，原料都經(jīng)混合細(xì)磨工序。
 
(2)合成鎂鋁尖晶石的化學(xué)成分
 
電熔鎂鋁尖晶石的組成與性質(zhì)、燒結(jié)鎂鋁尖晶石的組成與性質(zhì)。
 
(3)鎂鋁尖晶石的性質(zhì)
 
尖品石在熔點(diǎn)、熱膨脹、硬度等方面都是較優(yōu)良的材料。此外，尖晶石礦物的化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定，抵抗堿性熔渣侵蝕的能力強(qiáng)，亦能抗熔化金屬的侵蝕。
 
(4)鎂鋁尖晶石的應(yīng)用
 
以鎂鋁尖晶石為主體原料的尖晶石耐火材料如：方鎂石一尖晶石磚，尖晶石一方鎂石磚，尖晶石磚等已應(yīng)用在鋼鐵、水泥、玻璃等工業(yè)部門(mén)，并不斷開(kāi)發(fā)新的領(lǐng)域。


 
2.鉻鐵礦
 
(1)鉻鐵礦化學(xué)成分和性質(zhì)
 
在鉻鐵礦中，成分比較復(fù)雜，廣泛存在Cr,O3、Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO五種基本組成的類(lèi)質(zhì)同象置換。因而名稱(chēng)很不統(tǒng)一，本手冊(cè)所用名稱(chēng)及其化學(xué)式如下：鐵鉻鐵礦（鎂鉻礦、鎂鉻尖晶石）MgCr2O,或MgO、Cr2O3,含Cr2O379.04%;鉻鐵礦（Mg.Fe)Cr2O,或（Mg,Fe)O,Cr2O3,含Cr2O250~65%;亞鐵鉻鐵礦（鐵鉻尖晶石）FeCr.O1或FeO-Cr2O2,含Cr2O367.91%
 
鋁鉻鐵礦Fe(Cr,A1)01,含Cr2O32~38%;
 
硬鉻尖晶石（Mg.Fe)(Cr,A1)2O1,含Cr2O332~50%。
 
通常人們所說(shuō)的鉻鐵礦，在其成分中或多或少地存在著鎂，而純凈的FeCr2O,在地殼中很少見(jiàn)到，因此本手冊(cè)將鉻鐵礦這個(gè)常用名稱(chēng)用（Mg,Fe)Cr2O,表示。
 
鉻鐵礦主要產(chǎn)于超基性巖，常與橄欖石、蛇紋石共生。我國(guó)主要產(chǎn)地有西藏、新疆等地。
 
(2)鉻鐵礦石技術(shù)要求
 
按化學(xué)成分將耐火材料用鉻礦石分為四個(gè)等級(jí)。
 
(3)鉻鐵礦的性質(zhì)
 
鉻鐵礦為等軸晶系，a0=0.8305~0.8344nm,晶體結(jié)構(gòu)屬正常尖晶石型，晶體呈細(xì)小八面體，但很少見(jiàn)，通常成粒狀和塊狀集合體，黑色，條痕褐色。硬度5.5~6.5,無(wú)解理，性脆，密度4.2~4.8g/cm²。熔點(diǎn)高（2180C),膨脹系數(shù)（100~1100C)8.2×10-6/C。具弱磁性，含鐵量高者磁性較強(qiáng)?？乖詮?qiáng)，與任何爐渣不起反應(yīng)。
 
鉻鐵礦的熱膨脹，約在850C以上顯著增加，到高溫反又發(fā)生收縮，約從1500℃呈現(xiàn)急劇收縮。但由于鉻鐵礦可以固溶體吸收MgO,結(jié)果會(huì)引起晶格膨脹，也就是說(shuō)在鉻鐵礦中添加MgO加熱時(shí)，可以消除它的燒成收縮。
 
(4)鉻鐵礦的應(yīng)用
 
鉻鐵礦主要用來(lái)煉鉻鐵。鉻鐵主要用作特種鋼的加入料，以增加鋼的硬度、韌性、延性耐熱性、耐磨性和防蝕性，還可用來(lái)煉制不銹鋼。低品級(jí)的鉻鐵礦是鎂鉻質(zhì)，鉻鎂質(zhì)耐火材料的基本原料，是輝綠巖鑄石的配料。輝綠巖鑄石使用鉻鐵礦作結(jié)晶劑，可加速結(jié)晶作用鎂鉻（或鉻鎂質(zhì)）耐火材料應(yīng)用于爐外精煉爐、水泥回轉(zhuǎn)窯，煉銅轉(zhuǎn)爐等爐窯。