高純長春鎂砂（shā）是指含量在99%以上(國內往往把氧（yǎng）化鎂含量大於98%的鎂砂稱為高純鎂（měi）砂)，體積密（mì）度大於3.4g/cm3的燒結氧化鎂（měi）。高純鎂砂的生產方法均以（yǐ）含鎂化合物（wù）為原料，有的（de）先製（zhì）成輕質氧化鎂（měi），經過電熔凝或重燒(死燒)製得高（gāo）純鎂（měi）砂，也有的采用氯化鎂噴霧熱分（fèn）解煆燒（shāo）法生產高純鎂砂。以下（xià）是常用的4種（zhǒng）方法的工藝及原理：
1、菱鎂礦生產高純鎂砂
首先選（xuǎn）取優質菱鎂礦，把菱鎂礦放入（rù）煆燒爐（lú）中進行煆燒，溫度（dù）控製（zhì）在1000℃左右(煆（duàn）燒爐可采用反射爐、沸騰爐或豎窯爐)，生成輕（qīng）燒氧化鎂粉(也稱為輕燒鎂砂)，反應式如下：
將輕燒（shāo）氧化鎂粉進行細磨，細磨可釆用雷蒙機，球磨機或高速粉碎機（jī）等。細磨到（dào）一定粒度，進行壓球。控製輕燒粉細度是為了增加（jiā）壓（yā）球的體密度;壓（yā）球采取高壓壓球機或對輥壓球機。
將壓製成的輕燒鎂（měi）砂球（qiú）放入高溫爐中進行高溫燒結（jié），高溫鍛燒爐（lú）的爐溫控製在16002000℃左右。在高溫煆燒過程中，隨（suí）著溫度升高，氧化鎂體積逐漸收縮，密度增加，氧化鎂晶體發育（yù）長（zhǎng）大，其（qí）組織結構越來越致密，鍛燒完成後氧化鎂的體積密度可達3.4g/cm3以上。
目前國內采用此法生產高純鎂砂的質（zhì）量還不夠理（lǐ）想，氧化（huà）鎂含量更高隻能達（dá）到98%左右，要（yào）使氧化鎂含量達到99%以上比較困難。因（yīn）天然菱鎂礦煆燒成的高純鎂砂中含（hán）有CaO，SiO2，Fe，B等雜質，很難把這些雜質從固相混合物中分離，因而要（yào）使高（gāo）純（chún）鎂砂的純度進一步（bù）提高（gāo），存在著很多技術性問題，解決這些技術性因素將在生產中提（tí）高生產成本。
2、鹵水生產高純鎂砂的生產方（fāng）法
用鹵（lǔ）水（shuǐ）生（shēng）產高純鎂砂，首先需要（yào）生產輕質氧化鎂（měi）。生產輕質氧化鎂的方法有鹵水碳（tàn）銨法，鹵水純堿法，鹵水（shuǐ）石灰法和鹵水氨法等。
(1)鹵水碳銨法主要反應式：
鹵水碳銨法是（shì）先將商水（shuǐ）淨化，再以碳酸氫銨作沉澱劑(碳酸氫銨價廉易得，沉（chén）澱效率高)進行反應，反應溫度控製（zhì）在3550℃之間，生（shēng）成堿式碳酸鎂沉澱，沉澱經洗滌、脫水、鍛燒(溫度控製在800900℃左右（yòu）)等步驟，製得輕質氧化鎂。將製得（dé）輕質氧化鎂進行粉碎，並把輕質氧化鎂壓製成球形（xíng）入高溫煆燒爐重燒，爐內溫度控（kòng）製在16002000℃，氧化鎂物料在爐內停留46h，得高純鎂砂。
(2)鹵水-純堿法主（zhǔ）要反（fǎn）應式：
鹵水-純堿法是將淨化的鹵水與沉澱劑碳酸鈉進行反（fǎn）應，反應（yīng）溫度控製（zhì）在3550℃，生（shēng）成堿式碳酸鎂沉澱，然（rán）後對堿式碳酸鎂沉澱進行（háng）洗滌、脫水，將脫盡水的堿式碳酸鎂放入煆燒（shāo）爐（lú）中進行鍛燒，煆燒溫度控製在900℃左右，得輕質氧化鎂（měi）。將輕質氧化鎂粉碎，並用壓球機壓製成球形，然後入高溫鍛燒爐進行重（chóng）燒，重燒溫度控製在16002000℃之（zhī）間，氧化鎂物料在爐內停留46h，得高（gāo）純鎂（měi）砂。
(3)鹵水-氨法主要反（fǎn）應式：
鹵水-氨法是采用淨化（huà）的（de）鹵水加入堿性較弱的（de）氨水（shuǐ）作（zuò）為沉澱劑，生成氫氧化鎂沉澱。此法生成（chéng）的氫（qīng）氧化鎂結晶度高（gāo），沉降速度快，容易對氫氧化（huà）鎂沉澱結晶過濾和洗滌，易（yì）除去雜質離子，並且容易控製產品質量。把洗滌幹淨的（de）氫氧化鎂脫去水分，放入煆燒（shāo）爐（lú）中（zhōng）進行鍛燒，生成輕質氧（yǎng）化鎂。將輕質氧化鎂粉碎並用壓球機製成球形，為了增（zēng）加球形（xíng）的（de）壓實密（mì）度，采取在200℃左右壓製，然後將壓製球送入高（gāo）溫煆（duàn）燒爐中，溫度控製在（zài）16002000℃之（zhī）間重燒(死燒)，製成高純鎂砂。
(4)鹵水-石灰石法主要反應式為：
鹵水石灰石法是先將石灰（huī）石或白雲石（shí）煆燒成（chéng）熟石灰(CaO)或白雲石熟料(MgO+CaO)，然後將熟石灰或白雲石熟料水化生成氫氧化鈣或氫氧化鈣與氫氧化鎂混合料作為沉澱劑，並與（yǔ）鹵水進行沉澱反應，生成氫氧（yǎng）化鎂沉（chén）澱，將氫氧化（huà）鎂沉澱過濾，洗滌，然後將（jiāng）脫水氫氧化鎂進行煆燒得（dé）氧化鎂，再將氧化鎂（měi）壓球，放入高溫煆燒爐進行重燒，溫度控製在（zài）16002000℃，最終得高純鎂砂。
在高純鎂（měi）砂的生產過（guò）程中，提高產品的純度，有（yǒu）效降低有害雜質的含量是主要的，以先製取高純度氧（yǎng）化鎂作為保證，最終高純鎂砂產品更容易達到高純的要（yào）求。
在上述用鹵水為原料生（shēng）產輕（qīng）質氧化鎂的幾種方法，因都在液相條件下進行反應，可通過加入沉澱劑，洗滌和化學精致等方法除去雜質離子，以保證堿式（shì）碳酸鎂或氫氧化鎂的純度，一旦工藝確定，最終高純鎂砂純度可達到99.9%以上。另外用鹵水生（shēng）產高純鎂砂也（yě）有許多缺點與難點，主要（yào）有生產成本過（guò）高，能（néng）源消耗（hào）大，生產工藝複雜，有許多技術難點與設備難點。
3、噴霧熱分（fèn）解法生產高純鎂砂
噴霧熱分解（jiě）法生產高純鎂砂生產原理如下。
噴（pēn）霧熱分解煆（duàn）燒法生產（chǎn）高純鎂砂的生產原理是先將鹵水進一步濃縮至一定濃度，將濃縮鹵水直接噴入到熱分解反應爐中進行熱（rè）分解，煆燒後產出粗氧化鎂。因粗氧（yǎng）化（huà）鎂（měi）中含有未完全分解的氯（lǜ）化（huà）物，可采用水多次洗滌的方法除去可溶性氯化物，使得粗氧化鎂完全水化生成（chéng）為氫氧化鎂。將過濾後的氫氧（yǎng）化鎂濾餅鍛燒成輕（qīng）質氧化鎂，然後（hòu）壓製成球形送入高溫鍛燒爐中重燒，最（zuì）終（zhōng）得高純鎂砂，其純度可（kě）達99%以上。此法基本反應式如下：
生（shēng）產方法如下所述。
(1)鹵水的淨（jìng）化與濃縮鹵（lǔ）水的淨化主（zhǔ）要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（jiāng）淨化的鹵水再進行濃縮至一定濃度（dù），使鹵水中氯化鎂的濃度在550g/L。
(2)鹵水的熱分解將濃縮的氯化鎂溶液直接噴入熱反應爐中進行熱分（fèn）解，熱分（fèn）解後（hòu）得粗製氧化鎂。
(3)粗製氧化鎂的水解和煆燒（shāo）熱分解後所得（dé）的粗（cū）製氧化鎂含有未分解的氯（lǜ）化鎂、氯化鈣和氯化鉀等（děng）一些氯化物。對（duì）粗製氧化（huà）鎂中含有的氯化物可通過用（yòng）水洗滌的方法（fǎ）除（chú）去。因這些氯化（huà）物都（dōu）溶於水，並使得粗（cū）製氧化鎂全（quán）部水解，生成氫氧（yǎng）化鎂。氫氧化鎂經過（guò）濾、脫水，得氫氧化（huà）鎂濾餅，再將其（qí）在煆燒爐(或轉爐)中加熱至（zhì）8001000℃，氫氧化鎂生成輕質氧化鎂。
(4)重燒得高純鎂砂將上述氧化鎂經過壓（yā）製成球形，然後放入到高溫煆燒爐(或豎窯爐)中進（jìn）行重燒，得到（dào）氧化鎂純度為99%以上，密度在3.4g/cm3以上的高純鎂砂。
噴霧熱分解法生產高純鎂（měi）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（fǎn）應一次完成，並且可連續進行，有利於生產，生產成本（běn）較低。但此法也有缺點（diǎn）：因在噴霧熱分解中生（shēng）成（chéng）氯化氫（qīng）氣體，對設備腐蝕性大，所以對設備的（de）要求很高（gāo）。另外，對氯化氫的（de）吸收和濃縮有（yǒu）很大難度;粉塵捕集等對環境造成較（jiào）大的汙染。
另外也簡單介紹一（yī）下水氯（lǜ）鎂石直接鍛燒（shāo）生產（chǎn）高純鎂砂，其主要反應為：
此生產法采用水氯鎂石直（zhí）接（jiē）煆燒生成高純鎂砂，要達到高純度，一定要對水氯鎂石原料進行淨化處理，使雜質（zhì）降低到最少。因（yīn）原料含有雜質量較（jiào）多，在（zài）煆燒過程中易進入產品中。
此外，副產品氯化氫氣體對生產設備有嚴重的腐蝕性。這同噴霧熱分解（jiě）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)生產原理把采用鹵水純堿法、鹵水碳銨法（fǎ）、鹵水氨水法和（hé）鹵水石灰法生產出的輕質氧化鎂，放入電熔爐中進行電熔冶煉，得高純鎂砂。也可采用（yòng）菱鎂礦經（jīng）輕燒製成輕燒鎂（měi），然後把輕燒鎂（měi）放入電熔爐中進行電熔（róng）冶煉，最終（zhōng）得（dé）高純鎂（měi）砂。
(2)生產方法將輕質氧化鎂或輕燒鎂（měi）粉（fěn），放入電熔爐中，插入電極，在（zài）控製一定的大電流、低電壓的條件（jiàn）下（xià）進行電熔，電熔所得高純鎂砂的含量可達99.9%，密度（dù）可達3.5g/cm3以上。產（chǎn）品的質量主要決定於電流（liú）電壓的大小，以及電熔的時間長短等。
