高純大連鎂砂是指含量在99%以上(國內往往把氧化鎂含（hán）量大於98%的鎂砂稱為高純鎂砂)，體積密（mì）度大於3.4g/cm3的燒結氧（yǎng）化鎂。高純鎂砂的生產方法均以含鎂化合物為原料，有的先製成輕質氧化鎂，經過電熔凝或重燒(死燒（shāo）)製得高純鎂砂（shā），也（yě）有的采用氯化鎂噴霧熱分解煆燒法生產高純鎂砂。以下是常用的4種（zhǒng）方法的工藝及原理：

1、菱鎂礦生產高（gāo）純鎂砂

首先選取優質菱鎂礦，把菱鎂礦（kuàng）放入煆燒爐中進行煆燒，溫度（dù）控製在1000℃左右(煆（duàn）燒爐可采用反射爐、沸騰爐或豎窯爐)，生成輕燒（shāo）氧化鎂粉(也稱為輕燒鎂砂)，反應式如下：

將輕燒氧化鎂粉進行細（xì）磨，細磨可釆用（yòng）雷蒙機（jī），球磨機或高速粉碎機等。細磨到一定粒度（dù），進（jìn）行壓球。控製輕（qīng）燒粉細度是（shì）為（wéi）了增加壓球（qiú）的體密度;壓球采取高壓壓球機或對輥壓球機（jī）。

將壓製成的輕燒鎂砂球放入高溫（wēn）爐中進行高溫燒結，高溫鍛（duàn）燒爐的爐溫控製在16002000℃左（zuǒ）右（yòu）。在高溫煆（duàn）燒過程中，隨著溫（wēn）度升高，氧化鎂體積逐漸收縮，密度增加，氧化鎂晶體發育長大，其組織結構越來越致密，鍛燒完成後氧化鎂的體積密度可（kě）達3.4g/cm3以上。

目前國內采用此（cǐ）法生產高純鎂（měi）砂的（de）質量還（hái）不夠理想，氧化鎂含量（liàng）更高隻能達到98%左右（yòu），要（yào）使氧（yǎng）化鎂含量達到99%以上比較困難。因天然菱（líng）鎂（měi）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物中分離，因而要使高（gāo）純鎂（měi）砂的純度進一步提（tí）高，存在著很多技術性問題，解決這些技（jì）術性因素將在生產（chǎn）中提高生產成本。

2、鹵（lǔ）水生產高純（chún）鎂砂的生產（chǎn）方法

用鹵水生產高純鎂砂，首先需要生產輕質氧化鎂。生產（chǎn）輕質氧化鎂的方法有鹵水碳銨法，鹵水純堿法，鹵水（shuǐ）石灰法和鹵水氨法（fǎ）等。

(1)鹵水碳銨法主要反應式：

鹵（lǔ）水碳銨法是先將商水淨化，再以碳酸氫銨（ǎn）作（zuò）沉澱劑(碳酸氫銨（ǎn）價廉易得，沉澱效率高)進行反應（yīng），反應溫（wēn）度控製在3550℃之間，生成堿式碳（tàn）酸鎂沉澱（diàn），沉澱經洗滌、脫水、鍛燒(溫（wēn）度控製在800900℃左（zuǒ）右)等步驟，製得輕質氧化（huà）鎂。將製得輕質氧化鎂進行粉碎，並把輕質氧化鎂壓製成球形入高溫煆燒爐重燒，爐內溫度控製在16002000℃，氧化鎂物料在爐內停留46h，得高純（chún）鎂砂。

(2)鹵水-純堿法主要反應式：

鹵水-純堿法是將淨化的鹵水與沉澱劑碳酸鈉進行（háng）反（fǎn）應，反應溫度控製在3550℃，生成堿式碳酸鎂沉澱，然後對堿式碳酸鎂沉澱進行洗滌、脫水，將脫盡水的堿式碳（tàn）酸鎂放入煆燒爐中進行鍛燒，煆（duàn）燒溫度（dù）控製在900℃左右，得輕質氧（yǎng）化鎂。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燒，重燒溫度控製在16002000℃之間，氧化鎂物料在爐內（nèi）停留46h，得高純鎂砂。

(3)鹵（lǔ）水-氨法主要反應（yīng）式：

鹵水-氨法是（shì）采用淨化的鹵水（shuǐ）加入堿性（xìng）較弱的氨水作為沉（chén）澱劑，生成氫氧化鎂沉澱。此法（fǎ）生（shēng）成的氫氧化鎂結晶度高，沉（chén）降速度快，容易對氫氧化鎂沉澱結晶過濾（lǜ）和洗滌，易除去雜質離子，並且容易控製（zhì）產品質量。把洗滌幹淨的（de）氫氧化鎂脫去水分，放入煆燒爐中進行鍛燒，生成輕質氧化鎂。將（jiāng）輕質氧化鎂粉碎並用壓球機製成球形，為了增加球形的壓實密度，采取在200℃左右壓製（zhì），然後將壓製球送入（rù）高溫（wēn）煆燒爐中（zhōng），溫度控製在16002000℃之間（jiān）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（fǎ）是先將石灰石或白雲石煆燒成（chéng）熟石灰(CaO)或白（bái）雲石熟料(MgO+CaO)，然後將熟石灰或白雲（yún）石熟料水化生成氫氧化鈣或氫氧化鈣與氫氧化鎂混合（hé）料作為沉澱劑，並與鹵水進行沉澱反應，生成氫氧化鎂沉澱，將氫氧化鎂沉澱過濾，洗（xǐ）滌，然（rán）後將脫（tuō）水氫氧（yǎng）化鎂進行煆燒得氧化（huà）鎂，再將氧化鎂壓球，放入高溫煆燒爐進行重燒，溫度（dù）控製在16002000℃，最終得高純鎂砂。

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

在上（shàng）述用鹵水為原料生產輕質氧化鎂的幾種方法，因都在（zài）液相條件下進行反應，可通過加入沉澱（diàn）劑，洗滌和化學精致等方法（fǎ）除去雜質離子，以保證堿式碳酸鎂或氫氧化鎂的純（chún）度，一旦工藝確定，最終高純鎂（měi）砂純度可達到99.9%以上（shàng）。另（lìng）外用鹵水生產高（gāo）純鎂砂也有（yǒu）許多缺點與難（nán）點，主要有生產成本過（guò）高，能源消耗大，生產工藝複雜，有許多技術難點與設備難點。

3、噴霧熱分解法生產高純鎂砂

噴霧熱分解法生產高純鎂（měi）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（lú）中進行熱分解，煆燒後產出粗氧化鎂。因粗氧化鎂中含有未完全分（fèn）解的氯化物，可采用水多次洗滌的方法除去可溶性氯（lǜ）化（huà）物，使得（dé）粗氧化鎂完全水化生成為氫（qīng）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（zhì）成球形送入高溫鍛燒爐中重燒（shāo），最終（zhōng）得高純鎂砂（shā），其純度可達（dá）99%以上。此法基本反應式如下：

生產方法如（rú）下所述。

(1)鹵水的淨化（huà）與濃縮鹵水的（de）淨化主（zhǔ）要采用相應的措施（shī）除去在鹵水（shuǐ）中的Fe2+、Na+、Ca2+、SO42-等雜質離子（zǐ），除雜方法可（kě）參照第3章工業氧化鎂。

將淨化的鹵水再進行濃縮至一定濃度，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（jìn）行熱分解，熱（rè）分解後得粗製（zhì）氧化鎂。

(3)粗製氧化鎂（měi）的水（shuǐ）解（jiě）和煆燒熱分解後所得的粗製（zhì）氧化鎂含有未分解（jiě）的氯化（huà）鎂、氯化鈣和氯化鉀等一些氯化物。對（duì）粗製（zhì）氧化鎂中（zhōng）含有的氯化物可通過用水洗（xǐ）滌的方法除去。因這些氯化物都溶於水，並使得粗製（zhì）氧化鎂全部水（shuǐ）解，生成氫氧化鎂。氫氧化鎂經過濾、脫水，得氫氧化鎂濾餅，再將其在煆燒爐(或轉爐)中加熱（rè）至8001000℃，氫氧化鎂生成輕質氧化鎂。

(4)重燒得高（gāo）純鎂砂將上述氧化鎂經過（guò）壓製成球（qiú）形，然後放入到高溫煆燒爐(或豎窯爐)中進行重燒，得到氧化鎂純（chún）度為99%以上，密（mì）度在3.4g/cm3以上（shàng）的高純（chún）鎂砂。

噴霧熱分解法生產高純（chún）鎂砂有一定（dìng）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，並且可連續進行，有（yǒu）利於生產，生產成（chéng）本較低。但此（cǐ）法也有缺點：因在噴霧熱分解中生成氯化氫氣體，對設備腐蝕性大，所（suǒ）以對設備的要求很高。另外，對氯化（huà）氫的吸（xī）收和濃縮有很大難度;粉塵捕集等對環境造成較大的汙染。

另外也簡單介紹一下水氯（lǜ）鎂石直接鍛燒生產高純鎂砂，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，要達到高純度，一定要對水氯鎂石原料進（jìn）行淨化處理，使雜質降低到最少。因原料含有雜質量較多，在煆（duàn）燒過程（chéng）中（zhōng）易進（jìn）入產品中。

此外，副產品氯化氫氣體（tǐ）對生產設備有嚴重的（de）腐蝕性。這同噴霧（wù）熱分解法是（shì）相似的。

4、電熔法生產高純鎂砂的生產（chǎn）原理及生產方法

(1)生產原理把采用鹵水純堿法、鹵水碳（tàn）銨法（fǎ）、鹵水氨水法和（hé）鹵水石灰法生（shēng）產出（chū）的（de）輕質氧化鎂，放入（rù）電熔爐（lú）中進行電熔冶煉，得高純鎂砂。也可采用菱（líng）鎂礦經輕燒製成輕燒鎂，然後把輕燒鎂（měi）放入電（diàn）熔爐中進行電熔冶煉（liàn），最終得高純（chún）鎂砂。

(2)生產方法將輕質氧化鎂或輕燒鎂（měi）粉，放入電熔爐中，插入電極，在（zài）控（kòng）製一定的（de）大電流、低電壓的條件下進行電熔，電熔所得高純鎂砂的含量可達99.9%，密度可達3.5g/cm3以上。產品的質量主（zhǔ）要決定於電流電壓的大小，以及電熔的時（shí）間長短（duǎn）等。