高純（chún）鞍山鎂砂是指（zhǐ）含量在99%以上(國內往往把氧化鎂含量大於（yú）98%的鎂砂（shā）稱為高純鎂砂)，體積密度大於3.4g/cm3的燒結氧化鎂。高純鎂砂（shā）的生產方法均以含鎂（měi）化（huà）合物為原料，有的先製成輕質氧化鎂，經（jīng）過電（diàn）熔凝或重燒(死燒)製得高純鎂砂，也有的采用（yòng）氯化鎂噴霧（wù）熱分解煆燒法生產高純鎂砂。以下是常用的4種方法（fǎ）的工藝及原理：

1、菱鎂礦生產高純鎂砂

首先選取（qǔ）優質菱鎂礦，把菱鎂礦放入煆燒爐中進行煆燒，溫（wēn）度控（kòng）製在1000℃左右(煆燒爐可采用（yòng）反射爐、沸騰爐或豎窯爐)，生成輕燒氧化鎂粉(也稱為輕燒鎂砂)，反應式如下：

將（jiāng）輕燒氧化（huà）鎂粉進行細磨，細磨可釆用雷蒙（méng）機，球磨機或高速粉碎機等。細磨到一定粒度，進行壓球。控製輕燒粉細度是為（wéi）了增加壓球的（de）體密度;壓（yā）球采（cǎi）取高壓壓（yā）球機或對輥壓球機。

將壓製成的輕燒鎂砂球放入高溫爐中進行高溫燒（shāo）結，高溫鍛燒爐的爐溫控（kòng）製在16002000℃左右。在高溫煆（duàn）燒（shāo）過程中，隨著溫度升（shēng）高，氧化鎂（měi）體積逐漸收縮，密度增加，氧化鎂晶體發育長大（dà），其組織結構越來越致密，鍛燒完成（chéng）後氧化鎂的體積密度可達3.4g/cm3以上。

目前國內采用此（cǐ）法生產高純鎂砂的質（zhì）量還不夠理想，氧化（huà）鎂含（hán）量更高隻能達到98%左右，要使（shǐ）氧化鎂含量達到99%以上比較困（kùn）難。因天然菱鎂礦煆燒成的高純鎂砂中含有CaO，SiO2，Fe，B等雜質，很難把這些雜質從固相混合（hé）物中分離，因而要使高純（chún）鎂砂的純度進一步提高，存在著很多技術性問題（tí），解決這些（xiē）技術（shù）性因素將在生產中提高生產成本。

2、鹵水（shuǐ）生產高純鎂砂的生產方法

用鹵（lǔ）水生產高純鎂（měi）砂，首先需要生產輕質氧化鎂。生產輕質氧化鎂的方法有鹵水碳銨法，鹵水純堿法，鹵水石（shí）灰法和鹵水氨法等。

(1)鹵水碳銨法主要反應式：

鹵水碳銨法是（shì）先將商（shāng）水淨化，再以碳酸氫銨（ǎn）作沉（chén）澱劑(碳酸氫銨（ǎn）價廉易得，沉澱效率高)進行反應，反應溫度（dù）控（kòng）製在3550℃之間，生成堿式碳（tàn）酸鎂沉澱，沉澱經洗滌、脫水、鍛燒(溫度控製在800900℃左右)等步驟（zhòu），製（zhì）得輕質氧化鎂。將製得輕質氧化鎂進（jìn）行粉碎，並把輕質氧化鎂（měi）壓製成（chéng）球形入高溫煆燒（shāo）爐重燒，爐內溫度控（kòng）製在16002000℃，氧化鎂物料在爐（lú）內停留46h，得高純鎂砂。

(2)鹵（lǔ）水-純（chún）堿法主要反（fǎn）應式：

鹵水-純堿法是將淨化（huà）的鹵水與沉澱劑碳酸（suān）鈉進行反應，反應溫度控製在3550℃，生成堿式碳酸鎂（měi）沉澱，然後對堿式碳酸鎂（měi）沉（chén）澱進行洗滌（dí）、脫水（shuǐ），將（jiāng）脫盡（jìn）水的堿式（shì）碳酸鎂放（fàng）入煆（duàn）燒爐中進（jìn）行鍛燒，煆（duàn）燒（shāo）溫度控製（zhì）在900℃左右，得輕質氧化鎂。將輕質氧（yǎng）化（huà）鎂粉碎，並用壓球機壓製成球形，然後入高溫鍛燒爐進行重燒，重（chóng）燒溫度控製在16002000℃之間，氧化鎂物料在爐內停留46h，得高純鎂砂。

(3)鹵水-氨（ān）法主要反應式：

鹵水-氨法是（shì）采用淨化的鹵水加入堿性較弱的氨水作為沉澱劑（jì），生成氫氧化鎂沉澱。此法生成的氫氧化鎂結晶度高，沉降速度快，容易對氫氧化鎂沉澱結晶過濾和洗滌，易（yì）除去雜質離子，並且容易（yì）控製產品質量。把（bǎ）洗滌幹淨的氫氧化鎂脫去水分，放入煆燒爐中進行鍛燒，生成輕質氧（yǎng）化鎂。將輕質氧化鎂粉碎並（bìng）用壓球機製（zhì）成球形，為了增加球形（xíng）的壓實密度，采取（qǔ）在200℃左右壓製，然後將壓製球送入高溫（wēn）煆燒爐中（zhōng），溫（wēn）度控製在16002000℃之（zhī）間重燒(死燒)，製成高純鎂砂。

(4)鹵水-石灰石法主要（yào）反應式為：

鹵（lǔ）水石灰石法是先將（jiāng）石灰石或白雲石煆燒成（chéng）熟石（shí）灰(CaO)或白雲石熟料（liào）(MgO+CaO)，然後將熟石灰或白雲石（shí）熟料水化生成氫氧化鈣或氫氧（yǎng）化鈣與氫氧化鎂混合料作為沉澱劑，並與鹵水進行沉澱反應，生成氫氧化鎂沉澱，將氫氧化鎂沉澱（diàn）過（guò）濾，洗滌，然後將脫水氫氧化鎂（měi）進行煆燒得氧化鎂，再將氧化鎂壓球，放入高溫煆燒爐進（jìn）行（háng）重燒，溫度控製在16002000℃，最終得高純鎂砂。

在高純鎂砂的生產（chǎn）過程中，提高產品的純度（dù），有效降低有害雜質的含量是（shì）主要的，以先製取高純度氧化鎂作為保證，最終高純鎂（měi）砂產品更容易達到高純的要求。

在上述用鹵水為（wéi）原料生（shēng）產輕質氧化鎂的幾種方（fāng）法，因都（dōu）在（zài）液相條件下進行反應，可通過加入沉（chén）澱劑，洗滌（dí）和（hé）化學精（jīng）致等方法除去雜質離子（zǐ），以保證堿式碳酸鎂或（huò）氫氧化（huà）鎂的（de）純度，一旦工藝確定，最終高純鎂砂純度可達到99.9%以上。另外（wài）用（yòng）鹵水生產高純鎂砂也有（yǒu）許多缺點與難（nán）點，主要（yào）有生產成本過高，能源消耗大，生產工藝（yì）複雜，有許多（duō）技術難點與（yǔ）設備難點。

3、噴（pēn）霧熱分解法生產高純鎂砂

噴霧熱分解法生產高純鎂砂生產原理如下。

噴霧熱分解煆燒法生產高純鎂砂的生產原理是先將鹵水（shuǐ）進一步濃縮至一定濃度，將（jiāng）濃縮（suō）鹵水直接噴入到熱分解反應爐（lú）中進（jìn）行熱分解（jiě），煆燒後產出粗氧化鎂。因粗氧化鎂中含有未（wèi）完全分解的氯化物，可采用水多次洗滌的方（fāng）法除去可溶（róng）性氯化物，使得粗氧化鎂完全水化生成為氫氧化鎂。將過濾後的氫氧化鎂濾餅鍛燒成輕質氧化鎂，然後壓製成球形送入高溫鍛燒爐中重燒，最終得高純鎂（měi）砂，其純（chún）度可達99%以上。此法基本反應式如（rú）下（xià）：

生產方法如下所述。

(1)鹵水的淨化與濃縮鹵水的淨化主要（yào）采用相應的措施除去在鹵水中的Fe2+、Na+、Ca2+、SO42-等雜質離子，除雜方法可參照第3章工業氧（yǎng）化鎂。

將淨（jìng）化的鹵水再進行濃（nóng）縮至（zhì）一定濃度，使鹵水中（zhōng）氯化鎂的濃度在550g/L。

(2)鹵水的熱分（fèn）解將濃縮的氯化鎂溶液直接噴入熱反應爐中進行熱分解，熱分解後得粗（cū）製氧化鎂。

(3)粗製氧化鎂的水解和煆燒（shāo）熱分解（jiě）後所得的粗製（zhì）氧化鎂含有未分解的氯化鎂、氯化鈣和氯化鉀等一些氯化（huà）物。對粗製氧化鎂中含有的氯化物可通過用水洗滌的方法除去。因這些氯化物都溶於水，並使得粗製氧化（huà）鎂全部水解，生成氫氧化鎂。氫氧化鎂經過濾、脫水，得氫氧化鎂濾（lǜ）餅，再將其在煆（duàn）燒（shāo）爐(或轉爐)中加熱至8001000℃，氫氧化鎂生（shēng）成（chéng）輕質氧（yǎng）化鎂。

(4)重（chóng）燒得高純鎂砂將上述氧化鎂經過壓（yā）製成球形，然（rán）後放入到高溫煆燒（shāo）爐(或豎窯爐)中進行重燒，得到氧（yǎng）化鎂純度為99%以上，密度在3.4g/cm3以上的高純鎂砂。

噴霧熱分解法生產（chǎn）高純鎂砂有（yǒu）一定的優點。如熱分解時間短，粉體燒結性能好，操作過程簡單，反應一（yī）次完成，並且可連續（xù）進行，有利於（yú）生產，生產成本較低。但此法也有缺點（diǎn）：因在噴霧熱分解中生成氯化氫氣體，對設備腐蝕性大，所以對設備的要求很高。另外，對（duì）氯化氫的吸（xī）收和濃縮有很大難度;粉塵捕（bǔ）集等對環境造成較大的汙染。

另外也簡單介紹一下水氯鎂石直接鍛燒（shāo）生產高純鎂砂，其主要反應為：

此生產法采用水氯鎂石直接煆燒生成高純（chún）鎂砂，要達（dá）到高純度，一定要對水氯鎂石原料進行淨化處理，使雜質降低到最少（shǎo）。因原料含有雜質量較多，在煆（duàn）燒過程中易進入產品（pǐn）中。

此（cǐ）外，副（fù）產品氯化氫（qīng）氣體對生產設備有嚴重的（de）腐蝕性。這同噴霧熱分解法是相似的（de）。

4、電熔法生產高純鎂砂的生產原理及生產方法

(1)生產原理把采用（yòng）鹵水純堿法、鹵水碳銨（ǎn）法、鹵水氨水法和鹵水石灰法生產出的輕質氧化鎂，放入電（diàn）熔爐中進（jìn）行電熔冶煉，得高純鎂砂。也可采用菱鎂礦經輕燒製（zhì）成輕燒鎂，然後把輕燒鎂放入電熔爐（lú）中進行電熔冶煉，最終得高純鎂砂（shā）。

(2)生產方法將（jiāng）輕質氧（yǎng）化鎂或輕燒鎂粉，放入電熔爐中，插入電（diàn）極，在控（kòng）製一定的大電（diàn）流、低電壓的條件下進行（háng）電熔（róng），電熔所得高純（chún）鎂砂的含量可達99.9%，密度可達3.5g/cm3以上。產品的質量主要（yào）決定於電流電壓的大小，以及電熔的時間長短等。