高（gāo）純（chún）大慶鎂（měi）砂是指含量在99%以上(國內往往把氧化鎂含量大於98%的鎂砂稱為高純鎂砂)，體積密度大於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（qīng）質氧化鎂，經過電（diàn）熔凝或重燒(死燒)製得高純鎂（měi）砂，也有的采用氯化鎂噴霧熱分解煆燒（shāo）法生產高純鎂砂。以下（xià）是常用（yòng）的4種方法的工藝及原（yuán）理：

1、菱鎂礦生產高純鎂砂

首先選取優質菱鎂（měi）礦，把菱鎂礦放（fàng）入煆燒爐中進行煆燒，溫度控製在1000℃左右(煆燒爐可采用反射爐、沸騰爐或豎窯爐)，生成輕燒氧化鎂粉(也（yě）稱為輕燒鎂砂)，反應式（shì）如下：

將輕燒氧化鎂（měi）粉進行細磨，細磨可釆（biǎn）用雷蒙機，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了增加壓球的體（tǐ）密（mì）度;壓球采（cǎi）取高壓壓球機或對輥壓球機。

將壓製成的輕燒鎂砂球（qiú）放入高溫爐中（zhōng）進行高溫燒結（jié），高溫鍛（duàn）燒爐的爐溫控製在16002000℃左右。在高溫煆（duàn）燒過程中，隨著溫度升高，氧化鎂體積逐漸收縮，密度增加，氧化鎂晶體發育長大，其組織結構越來越致密，鍛（duàn）燒（shāo）完成（chéng）後氧化鎂的體（tǐ）積密度可達3.4g/cm3以（yǐ）上。

目前國內采用此法生產高（gāo）純鎂砂的質量還不夠理想，氧化鎂含量更高隻能達到98%左右，要使氧（yǎng）化鎂含量達到99%以上（shàng）比較困難。因天然菱鎂礦煆燒成（chéng）的高純鎂（měi）砂中含有CaO，SiO2，Fe，B等（děng）雜質，很難把這些雜質從固相混合物中分離，因而要（yào）使高純（chún）鎂砂的純度進一步提高，存在著很多（duō）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法

用鹵水生產高純鎂砂，首（shǒu）先需要（yào）生產輕質氧化鎂（měi）。生產輕（qīng）質氧（yǎng）化鎂的方法有鹵水碳銨（ǎn）法，鹵水純堿法，鹵水石灰法和鹵水氨（ān）法等。

(1)鹵水碳銨法主要反應式：

鹵水碳銨法（fǎ）是先（xiān）將商水淨化，再以碳（tàn）酸氫銨作（zuò）沉澱劑(碳酸氫銨價廉易得（dé），沉澱效率高)進行反應，反應溫度控製在3550℃之（zhī）間，生成堿式碳酸鎂沉澱，沉澱經洗滌（dí）、脫（tuō）水、鍛燒(溫（wēn）度控製在800900℃左右)等步驟，製得輕質氧化鎂。將製得輕質氧（yǎng）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（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反應，反應溫度控製在3550℃，生（shēng）成堿式碳酸鎂沉澱，然後對堿式碳酸鎂（měi）沉澱進行洗（xǐ）滌、脫水，將（jiāng）脫盡水（shuǐ）的堿式碳酸鎂放入煆燒爐（lú）中進行（háng）鍛燒，煆燒溫度控製在900℃左右，得輕質氧化鎂。將輕質氧化鎂粉碎，並用壓（yā）球機壓製成（chéng）球形，然（rán）後入高溫鍛燒爐進（jìn）行重燒，重燒溫度控製在16002000℃之間，氧化（huà）鎂物料在爐內停留46h，得高純鎂砂。

(3)鹵水（shuǐ）-氨法主要反應式：

鹵水（shuǐ）-氨（ān）法是（shì）采用淨化（huà）的鹵水加入堿性較弱的氨水作為沉澱（diàn）劑，生成氫氧化鎂沉澱。此法生成的氫氧化鎂（měi）結晶度（dù）高，沉降速度快，容易（yì）對氫氧化鎂沉澱結晶過濾和洗滌，易除去雜質離子，並且容（róng）易控（kòng）製產品質量。把洗滌幹淨的氫（qīng）氧化鎂脫去水分，放入煆燒爐中進行鍛燒，生成（chéng）輕質氧（yǎng）化鎂。將輕質氧化鎂粉碎並用壓球機製成球形，為了增加球形的壓（yā）實（shí）密度，采取在200℃左右壓製，然後將壓製球送（sòng）入高溫煆燒爐中，溫度控製在16002000℃之間重燒(死燒)，製成高純鎂砂。

(4)鹵（lǔ）水-石灰（huī）石法主要反（fǎn）應式為：

鹵水石（shí）灰石法是先將石灰石或白雲石煆燒成熟石灰(CaO)或白雲石熟料(MgO+CaO)，然後將熟石灰或白（bái）雲石熟料水化生成氫氧化鈣或（huò）氫氧化鈣與氫氧化鎂混合料作為沉澱劑，並（bìng）與鹵水進行沉澱反應，生成氫氧化鎂沉澱，將氫（qīng）氧化鎂沉澱過濾，洗滌，然後將脫水氫氧化鎂進行煆燒得氧化鎂，再將氧化鎂壓球，放入高溫煆燒爐進行重燒，溫度控製在（zài）16002000℃，最終得高純鎂（měi）砂。

在高（gāo）純（chún）鎂砂的生產過程中，提高產品的純度，有效降低（dī）有（yǒu）害雜質的含量是主要的，以先製（zhì）取高（gāo）純度（dù）氧化（huà）鎂（měi）作為（wéi）保（bǎo）證，最終高純（chún）鎂砂產品更容易達到高純的要求。

在上述用鹵水為原料生（shēng）產輕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（jì），洗滌和化學精致等方法除去雜質（zhì）離子，以保證堿式碳酸（suān）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（yǐ）上。另（lìng）外用鹵水生產高純鎂砂也有（yǒu）許多缺點與難點，主要有生產（chǎn）成本過高，能源消耗大，生產工藝複雜，有（yǒu）許多技術難點與設備難（nán）點。

3、噴霧（wù）熱（rè）分解法生產高純鎂砂

噴霧熱分解法生產高純鎂砂生產原（yuán）理如下。

噴霧熱分（fèn）解煆燒法生產高純鎂砂的生產原（yuán）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（duàn）燒後產（chǎn）出粗氧化（huà）鎂。因粗氧化鎂中含有未完全分解的氯化物，可采用水多次洗滌的方法除去可溶性氯（lǜ）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）化鎂濾餅鍛燒成輕質氧化鎂，然後壓製成球形送入高溫鍛燒爐（lú）中重燒，最終得高純鎂砂，其純度可達（dá）99%以上。此法基本（běn）反應（yīng）式如下：

生產方法（fǎ）如下所述。

(1)鹵水的淨化與濃縮鹵水（shuǐ）的（de）淨化主要采用相應（yīng）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章工業氧化鎂。

將淨化的鹵水（shuǐ）再進行濃縮至一定濃度，使鹵（lǔ）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解，熱分解後得粗製氧化鎂。

(3)粗製氧化鎂的水解和煆燒熱分解後所得的（de）粗製氧化（huà）鎂（měi）含有未分解（jiě）的氯化鎂、氯化鈣和氯化鉀等一些氯化物。對粗製氧化鎂中含有的氯（lǜ）化物可通過用水洗滌的方（fāng）法除去。因這些氯化（huà）物都（dōu）溶於水，並使得粗製（zhì）氧化鎂全部（bù）水解，生成氫氧化鎂。氫（qīng）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)中加熱至8001000℃，氫氧化鎂生成輕質氧化鎂。

(4)重燒得（dé）高純鎂砂將上述氧化鎂經過（guò）壓（yā）製成球形，然後放入到（dào）高溫煆燒爐(或豎窯爐)中進行重燒，得到氧（yǎng）化（huà）鎂純度為99%以上，密度（dù）在3.4g/cm3以上的高純鎂砂。

噴霧（wù）熱分解法生產高純鎂砂有一定的優點。如熱分解時間短（duǎn），粉體燒結性能好（hǎo），操作過程簡單，反應一次完成，並且可連續（xù）進（jìn）行，有利於生產（chǎn），生產成（chéng）本較低。但此法也有缺點：因在噴霧熱分解中（zhōng）生（shēng）成（chéng）氯化氫氣體，對設備腐蝕性大，所以對設備的要求很高。另外，對氯化氫的吸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（wài）也簡單介紹一（yī）下水氯鎂石直接鍛（duàn）燒生產高純鎂砂，其主要反應為：

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

此外，副產品（pǐn）氯化氫氣體對生產設備有嚴重的腐蝕性（xìng）。這（zhè）同噴霧熱分解（jiě）法是相（xiàng）似的。

4、電熔法生產高純鎂砂的生產原理及生（shēng）產（chǎn）方法

(1)生（shēng）產原理把采用鹵水純堿（jiǎn）法、鹵水（shuǐ）碳銨法、鹵水氨水法和鹵水（shuǐ）石灰法生產出的輕（qīng）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）菱鎂礦經輕燒製成輕燒鎂，然（rán）後把輕燒鎂放入電熔爐中進行電熔（róng）冶煉，最終得高純鎂砂（shā）。

(2)生產方法將輕質氧（yǎng）化鎂或（huò）輕燒鎂粉，放入電熔爐中，插入（rù）電極，在控製一（yī）定的大（dà）電流、低電壓（yā）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。產品的質量主要決定於電流電壓的大小，以及電熔的（de）時間（jiān）長短等。