以菱鎂礦為主要原料的鎂質耐火原料一般包括輕燒氧化鎂、燒結鎂砂、電熔鎂砂，鎂質合成類耐火原料一般包括鎂鋁尖晶石、鎂銘尖晶石、鎂橄欖石砂、鎂銬砂、合成鎂鈣砂、董青石、鎂鈣錯砂等。
 
(1) 輕燒氧化鎂。輕燒氧化鎂是用菱鎂礦焙燒加工后得到的產品，在礦業、冶金、化工、農業、輕工、環境保護等行業得到了廣泛應用。菱鎂礦焙燒設備一般為反射窯、沸騰窯、懸浮窯或回轉窯。輕燒氧化鎂質地疏松，化學活性大，具有較高的比表面積，易與水反應，其水化物易在空氣中硬化。由于輕燒氧化鎂中含雜質不同，其活性、比表面能等性質有所不同。
 
輕燒氧化鎂的主晶相為方鎂石，它以微晶形式存在。方鎂石為等軸晶系，其結構屬于NaCl型。方鎂石晶體晶格常數為0.42nm,Mg2與02-以離子鍵結合，其靜電強度相等，晶體結構穩定。方鎂石常呈立方體、八面體或不規則粒狀，立方體解理完全，密度3.56~3.65g/cm3,莫氏硬度5.5,熔點2800℃，在1800~2400℃顯著揮發。
 
(2) 燒結鎂砂。將天然菱鎂石或輕燒氧化鎂在回轉窯或豎窯中于1500~2300℃溫度范圍內鍛燒，使氧化鎂晶體長大和致密化，轉變為幾乎呈惰性的燒結鎂砂，亦稱為重燒鎂砂。由于菱鎂礦石在鍛燒過程中存在母鹽假象，即碳酸鎂分解后形成方鎂石的微晶聚合體，這種仍殘留著母體菱鎂礦的結晶構造使氧化鎂很難實現進一步致密化，純凈的菱鎂礦欲實現燒結，鍛燒溫度應在2000℃以上。普通菱鎂礦的最終燒結溫度取決于原料的結晶特征及雜質的種類和數量，一般在1450~1700℃可以達到燒結。
 
為了實現氧化鎂的充分燒結，目前普遍采用輕燒氧化鎂細磨的方法，來破壞輕燒氧化鎂的假象晶格，并采用高壓成型和提高鍛燒溫度及引入微量添加物等工藝措施來消除母鹽假象的影響，促進鍛燒產物致密化。
 
(3) 電熔鎂砂。電熔鎂砂又稱電熔氧化鎂，除作為耐火材料高技術產品的原料外，還應用于電力工業，航天工業和核工業等。與燒結鎂砂相比，電熔鎂砂多選用高品位天然菱鎂礦和輕燒氧化鎂在高溫電弧爐內加熱熔融，熔體自然冷卻，主晶相方鎂石首先自熔體中自由析晶，結晶長大，品粒發育良好，品體粗大，直接結合程度高，結構致密。這一結構特點使電熔鎂砂比燒結鎂砂更耐高溫，氧化氣氛中，能在2300℃以下保持穩定，高溫結構強度，抗渣性和常溫下抗水化性均較燒結鎂砂優越。
 
電熔鎂砂和燒結鎂砂主成分是MgO,主要的雜質成分CaO、SiO2,次要雜質成分是Fe2O3和A12O3。鎂砂礦物組成隨n(CaO)/n(SiO2)比不同而改變。
 
(4) 鎂鋁尖晶石。鎂鋁尖晶石砂具有良好的高溫性能，但天然儲量極少，工業用鎂鋁尖晶石砂多為人工合成法制取。用含Mg0和Al2O3的原料合成鎂鋁尖晶石砂的方法有燒結法和電熔法，當尖晶石的質量分數在制品中不超過15%時，也可以按尖晶石的組成和在制品中的含量配料，在制品的燒成過程中直接形成尖晶石。
 
燒結法合成鎂鋁尖晶石砂：燒結法合成鎂鋁尖晶石砂的含A12O3原料可以是氫氧化鋁、燒結氧化鋁、板狀氧化鋁和鋁硯土等。含MgO原料則可以采用碳酸鎂、氫氧化鎂、輕燒鎂粉和燒結氧化鎂等。將原料按要求組成配料，共同細磨，壓球（坯）,于1750℃以上的回轉窯或豎窯中高溫鍛燒，即得燒結合成鎂鋁尖晶石。燒結法合成鎂鋁尖晶石砂，由于合成原料總含量有SiO2、CaO、Fe2O3等雜質，所以在合成砂中除主晶相MgA1204外，常含有Mg2Si04、CaMgSiO4等礦物和多余的A12O3(富鋁）或MgO(富鎂）。
 
電熔鎂鋁尖晶石砂：電熔法合成尖晶石砂，可以選用各種純度的含鋁含鎂原料。在合成尖晶石的配料中MgO的質量分數一般在35%~50%范圍內，MgO含量過高或過低對合成砂的熔化都不利，由于黏度高，熔體難以澆注。而加入銘礦則對熔體的熔化和澆注都有益。配制的混合料可以在傾動式電爐或旋渦熔化爐中熔化。旋渦式熔化爐可以熔制各種配方的電熔尖晶石，它是將選定比例的混合料在該爐內加熱到高于熔化溫度150~250℃（熔池內的極限溫度為2300℃）,所以可熔煉熔點不高于2100~2150℃的材料。電熔塊的不同位置，其結構是不同的。一般在上部和周邊的蜂窩形氣孔數量多，其中符合尖晶石理論組成的熔塊氣孔率最大，但含有過量的MgO或Cr2O3(以銘礦形式加入）熔塊的氣孔率較低。因此，生產電熔尖晶石砂的工藝的關鍵是如何獲得具有均勻結構的產品，同時適當排除氣孔以減少產品的氣孔率偏折。另外，加入Cr2O3還可以提高熔融材料的耐高溫性能。
 
一般尖晶石熔塊的尖晶石的質量分數在80%~90%以上，其余為硅酸鹽和玻璃狀物質。尖晶石熔塊中，高于最低共熔點溫度下結晶的無雜質尖晶石稱為一次尖晶石，而在低于最低共熔點溫度下析出的尖晶石（有方鎂石夾雜）固溶體稱二次尖晶石。通常二次尖晶石在熔塊上部結晶，而一次尖晶石則主要在熔塊下部結晶。
 
無Cr2O3電熔尖晶石的晶格參數同正常尖晶石相近，加Cr2O3時則發現晶格明顯畸變，表明Cr2O3按置換型固溶體溶于尖晶石晶格之中。通過控制出爐體的冷卻速度，可以制得結晶程度不同的電熔尖晶石。用結構缺陷較高的尖晶石生產鎂尖晶石制品時可以保證在燒成時具有所要求的燒結活性。
 
(5) 鎂銘尖晶石。鎂銘尖晶石指以天然含鎂原料菱鎂石、輕燒鎂粉或燒結鎂砂與銘鐵礦為原料，按設計要求配比，經細磨，壓球，高溫鍛燒或經電熔合成的鎂銘尖晶石砂。耐火材料所用的銘礦屬于鋁銘鐵礦（MgFe)(CrAl)2O4型，一般Cr2O3質量分數為30%~60%,鐵的氧化物（按Fe2O3計）質量分數要求小于14%,SiO2、CaO等雜質含量應盡量少，以減少鐵尖晶石類和鐵鋁酸四鈣(4Ca0·A12O3·Fe2O3)等低熔礦物的生成。人工合成的鎂銘尖晶石砂一般通過燒結法和電熔法合成。
 
燒結法合成鎂銘砂：制造合成鎂銘砂的原料有菱鎂石、海水鎂砂或輕燒鎂粉及銘精礦石。選擇含鎂原料要求MgO含量高，SiO2AI2O3、Fe2O3等含量要低。銘礦應精選，使SiO2含量降低到2.5%以下。合成鎂銘砂的質量與選用的初始原料純度、配比、細磨粒度、壓球密度、鍛燒溫度（1700~1900℃）等因素有關。
 
電熔法合成鎂銘砂：電熔法合成鎂銘砂是將含鎂原料與銘鐵礦按要求配料，在電弧爐內熔煉而成。生產中按原料的特點，其配料方式有三種，一是將菱鎂石和銘鐵礦塊料直接混合入爐。二是輕燒鎂粉、銘鐵礦細粒，以鹵水為結合劑，混合壓制成球（坯）,經干燥后入爐。三是輕燒鎂粉與銘鐵礦均勻混合后直接入爐。我國遼南、洛陽等地一些廠家有工業化生成電熔鎂銘砂。
 
(6) 鎂橄欖石砂。鎂橄欖石在自然界有天然礦床，自然界中的橄欖巖除主成分橄欖石外，有時還含有少量角閃石、尖晶石、磁鐵礦、銘鐵礦等。顏色為橄欖綠色、黃色，含鐵愈多，顏色愈深，有時呈墨綠色、灰色、灰黑色。它是不含水硅酸鹽，硬度6~7,密度3.2~4.0g/cm3。橄欖巖受風化作用，轉變成蛇紋巖及含蛇紋巖橄欖巖。
 
(7) 鎂皓砂。將ZrO2引入鎂砂中制得MgO-ZrO2復合的耐火原料——鎂告砂。鎂皓砂與鎂砂相比，其制品的高溫結構強度，熱震穩定性，抗渣浸蝕性能及滲透能力等都得到改善。自20世紀90年代以來，成為耐火材料工作者關注的研究課題之一。
 
ZrO2熔點約2750℃，鎂砂中引入ZrO2對鎂砂性能的影響，應主要體現在ZrO2與鎂砂中的主成分MgO及雜質成分CaO、SiO2等之間的熔融關系上。研究表明，ZrO2能改變燒結鎂砂中的相結構和相分布。首先，在MgO-ZrO2二元系中，不存在任何化合物，兩者的最低共熔溫度高達2070℃。高溫下Mg0可以部分固溶到ZrO2中，形成穩定的立方ZrO2固溶體；而在富含MgO的材料中，ZrO2即使在高溫下也很少進入MgO中形成固溶體。因此，鎂銬砂中的ZrO2通常總是作為第二固相孤立于方鎂石晶粒之間，降低方鎂石晶粒間晶界能，提高界面液相二面角，使得硅酸鹽相不會像無第二固相存在時那樣將方鎂石包裹起來，而變得更為孤立，有助于實現方鎂石晶粒間的直接結合。眾所周知，ZrO2自身對熔渣的潤濕性也很差，在方鎂石晶粒之間也成為抵御熔渣向晶粒間滲透的“衛士”。其次，在CaO-ZrO2二元系中，按n(CaO)/n(ZrO2)=1:1形成一化合物告酸鈣CaZrO3,熔點在2300℃以上，高熔點CaZrO3的出現改變了硅酸鹽相的構成，使得CaO的熔劑作用受到限制，以至于無足輕重，而即使少量ZrO2進入液相，也使液相變得更具黏彈性，這些都有助于改善鎂砂的高溫結構強度、抗熱震性和抗渣性。
 
另外，在ZrO2-SiO2二元系中，有一化合物ZrSiO4(皓英石）。鋯英石本身為一天然化合物，熔點2340~2550℃之間，但它在1500~1.3鎂基（MgO-A12O3-SiO2)合成耐火材料的影響因素·11·1650℃之間分解（ZrSiO4→ZrO2+SiO2),分解產物ZrO2為單斜晶相，SiO2為無定形玻璃相，冷卻又會形成錯英石。但如果系統中有CaO存在，在MgO-CaO-ZrO2-SiO2體系中，開始出現液相溫度為1485℃，因此，在MgO-ZrO2體系中，CaO、SiO2共存依然是有害的。