铸造厂能耗高、污染严重是中国铸造业发展中存在的主要问题，我国铸造行业每年排放的大量废砂占用着大量的堆放场地，而处理这些废砂又耗资巨大。因此研制性能优良的新型铸造砂具有十分重要的经济意义和社会意义。 本文利用滚动造粒法将原料制成一定粒度的球形颗粒，然后高温煅烧，制备了莫来石基的新型铸造特种砂。采用理论分析及实验研究相结合的方法，对球形砂的成分组成、在制备过程中各原料本身发生的变化及原料间发生的反应进行了研究，借助于 XRD、SEM、DSC、反光显微镜等检测手段进行了物相、形貌、结构及热稳定性分析。主要结论如下： 1、以高铝矾土与超细石英为原料，在1480℃下高温烧结可制得主晶相为莫来石及刚玉的球形砂；以高铝矾土与高岭土为原料，在1350℃煅烧可制得主晶相为莫来石、堇青石及刚玉的球形砂。 2、通过浇注实验及对浇注前后球形砂的显微结构的观测，以莫来石-刚玉质球形砂作面砂浇注的铸件表面光滑，但铸件的四角轮廓不清晰，需后续打磨及清砂工艺；以莫来石-堇青石-刚玉质球形砂作面砂的铸件表面光滑，轮廓清晰，无粘砂现象，无砂眼、气孔等缺陷，无需后续的机械加工。而以普通石英砂作面砂浇注的铸什粘砂现象极为严重，其表面粗糙，有气孔、夹砂等缺陷，清砂困难。 3、莫来石-堇青石-刚玉复相球形砂的抗粘砂机理为：球形砂具有极高的耐火度、较低的热膨胀系数和优异的热化学稳定性：球形砂本身在高温下可以发生固相反应，其反应产物的界面润湿角小，使得金属不易渗入砂粒间隙。 4、通过对球形砂性能检测，确定了最适宜的制备工艺条件：以高铝矾土与法库高岭土为原料，煅烧温度为1350℃、铝硅比为1.5：1。所制得球形砂的物化性能为：密度3.04 g/cm<3>、堆积密度2.65g/cm<3>、休止角32°、pH值7.0、酸耗值0、烧结点1300℃。 5、莫来石-堇青石-刚玉复相球形砂在浇注过程中没有受到钢水的侵蚀，旧砂再牛时只需轻微的摩擦即可脱除表面粘结膜，利于多次循环使用。因而具有良好的经济效益和环保优势，符合我国的可持续发展战略，为新型铸造砂的开发及法库低品位高岭土资源的综合利用开辟了新的途径。