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

1、菱鎂（měi）礦生產高純鎂砂（shā）

首先選取優質菱（líng）鎂礦（kuàng），把菱鎂礦放入煆燒爐中進行煆燒，溫度控製在1000℃左右(煆燒爐可（kě）采用（yòng）反射爐、沸騰爐或（huò）豎窯爐)，生成輕燒氧化鎂粉（fěn）(也稱為輕燒鎂砂)，反（fǎn）應式如（rú）下：

將輕燒氧化鎂粉（fěn）進行細磨，細磨可釆用雷（léi）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（dù）是為了增加壓球的體密度;壓球采取（qǔ）高壓壓球機或對輥壓球機。

將壓製成的輕燒鎂砂球放入高溫爐中進行高溫燒結，高溫鍛燒爐的爐溫控製在16002000℃左右。在高溫煆燒過（guò）程中，隨著溫度升高，氧化鎂體積逐（zhú）漸收（shōu）縮，密（mì）度增加，氧化鎂晶體發育長大，其組織結構越來越致密（mì），鍛燒（shāo）完成後氧（yǎng）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量還不（bú）夠（gòu）理想，氧化鎂（měi）含量更（gèng）高隻能達到98%左右，要使（shǐ）氧化鎂含量達到99%以上比較困難。因天然菱（líng）鎂礦煆（duàn）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（hún）合物（wù）中分離，因而要使高純鎂砂的（de）純度進一（yī）步提高，存在（zài）著很多技術性問題，解決這些技術性因素將（jiāng）在生產中提高生產成本。

2、鹵水生產高純鎂砂的生產方法

用鹵（lǔ）水（shuǐ）生（shēng）產高純鎂砂，首先需要生產輕（qīng）質氧化鎂。生產輕（qīng）質氧化鎂的（de）方法有鹵水碳（tàn）銨法，鹵水純堿（jiǎn）法，鹵水石灰法和（hé）鹵水氨法等。

(1)鹵水碳銨法主要反應式：

鹵水碳銨法是先將商水淨化，再以碳酸氫銨作沉澱劑(碳酸氫銨價廉易得，沉澱效率高)進行反應，反應溫度控製在3550℃之間（jiān），生成堿式碳酸鎂沉澱，沉澱經洗滌、脫（tuō）水、鍛燒(溫度控製在（zài）800900℃左右)等步驟，製得輕質氧化鎂。將製得輕質氧化鎂進（jìn）行粉碎，並把輕質氧化鎂（měi）壓（yā）製成球形入高溫煆燒爐重燒，爐內（nèi）溫度控製在16002000℃，氧（yǎng）化鎂物料在爐內停留46h，得高純鎂砂。

(2)鹵水（shuǐ）-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（nà）進行反應，反應（yīng）溫度（dù）控製在3550℃，生成堿式碳酸（suān）鎂沉澱，然後對堿式碳酸鎂沉澱進行洗滌（dí）、脫水，將脫盡水的堿式碳酸鎂放入煆燒爐中（zhōng）進行鍛燒，煆燒溫度控製在900℃左右，得輕質氧化（huà）鎂。將輕質氧化鎂粉碎（suì），並用（yòng）壓球（qiú）機壓（yā）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，氧化鎂物料在爐內停留46h，得高純鎂砂。

(3)鹵水-氨法主要反應式：

鹵水-氨法是采用淨化的鹵水加入（rù）堿性較弱的氨水作為沉澱劑，生成氫氧（yǎng）化鎂沉（chén）澱。此法生成（chéng）的氫氧化鎂結晶度高，沉降（jiàng）速度快，容（róng）易對氫氧化鎂沉澱結晶過濾和洗滌，易除去雜質離子，並且容易控製產品質量。把洗滌幹淨的氫氧化（huà）鎂脫去（qù）水分，放入煆燒爐中進行鍛燒，生成輕質氧化鎂。將輕（qīng）質氧化鎂粉碎並（bìng）用壓球機製成球形，為了增加球形的壓實（shí）密度，采取（qǔ）在200℃左（zuǒ）右壓製（zhì），然後將壓製球送入高溫煆燒爐中，溫度控製在16002000℃之間重（chóng）燒(死燒)，製成高純鎂砂。

(4)鹵水-石（shí）灰石法主要反應式為：

鹵水石灰石法（fǎ）是（shì）先將石灰石或白雲石煆燒成（chéng）熟（shú）石灰(CaO)或白雲石熟料(MgO+CaO)，然後將（jiāng）熟石灰或白（bái）雲石熟料水化（huà）生成氫氧化鈣或氫氧化鈣與氫氧化鎂混合料作為沉澱劑，並與鹵水進行沉澱反應，生成氫氧（yǎng）化鎂沉澱（diàn），將氫氧化鎂沉澱過濾，洗滌（dí），然後將脫水氫（qīng）氧化鎂進（jìn）行煆燒得氧化鎂，再將氧化鎂壓球，放入高溫（wēn）煆燒爐進行重燒，溫度控製在16002000℃，最終（zhōng）得高純鎂砂。

在高純鎂砂（shā）的生（shēng）產過程中，提高產品的純度，有（yǒu）效降低有害雜質的含量是主要（yào）的，以先製取高純度氧化鎂作為保證，最終高純鎂砂（shā）產品更容易達到高純的要求（qiú）。

在上述用鹵水為原料生產輕質氧化鎂的幾種方法，因都在液（yè）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（bǎo）證堿式（shì）碳酸（suān）鎂或氫氧（yǎng）化鎂的純度，一旦工藝確定，最終高純（chún）鎂（měi）砂純度可達到99.9%以上。另外用鹵水生產高純鎂砂也有許多（duō）缺點與難點，主要有生產成本過高，能源消耗（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（pēn）霧熱分解法生產（chǎn）高純鎂砂生產原理如下。

噴霧熱分解煆燒法生產高純（chún）鎂砂的生產原理是先將鹵水進（jìn）一步濃縮至一定濃度，將濃縮鹵（lǔ）水直接噴入到熱分解反應（yīng）爐中進行熱（rè）分解，煆燒後產出粗氧（yǎng）化鎂。因粗氧化鎂中含有未完全分解的氯（lǜ）化物，可采用水多次洗滌的方法除去可溶性氯化物，使得粗（cū）氧化鎂完全水化生成為氫氧（yǎng）化鎂。將過（guò）濾後的氫氧化鎂濾餅鍛燒（shāo）成輕質（zhì）氧化鎂，然後壓製成球形送入高溫鍛燒爐中重燒，最終得（dé）高純鎂（měi）砂，其純度可達99%以（yǐ）上。此法基本反（fǎn）應式如下：

生產方法如下所述。

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

將淨化的鹵（lǔ）水再進行濃縮至一定濃度，使（shǐ）鹵水中氯化鎂（měi）的濃度（dù）在550g/L。

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

(3)粗製氧化鎂的水解（jiě）和煆燒熱分解後所得的粗製（zhì）氧化鎂含有（yǒu）未分解的氯化鎂、氯化鈣和氯化鉀等一些氯化物（wù）。對粗製氧化鎂中含有（yǒu）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（yǎng）化（huà）鎂經過濾、脫水，得（dé）氫氧化鎂濾餅，再將其在煆燒（shāo）爐(或（huò）轉爐)中加（jiā）熱至8001000℃，氫氧化鎂生成輕質氧化（huà）鎂（měi）。

(4)重燒得高純鎂砂將上（shàng）述氧化鎂經過壓製成球形，然後放入到高溫煆燒爐(或豎（shù）窯爐（lú）)中進行重燒（shāo），得到氧化鎂純度（dù）為99%以上，密度在3.4g/cm3以上的高純鎂砂。

噴（pēn）霧熱（rè）分解法生產高純鎂砂有一定的優點。如熱（rè）分（fèn）解時間短，粉體燒結性能好，操作過程簡單，反應（yīng）一次（cì）完成，並且可連（lián）續進行，有利於生（shēng）產，生產成（chéng）本較低。但此法（fǎ）也有缺點：因在噴霧（wù）熱分（fèn）解中生成氯化氫（qīng）氣體，對設（shè）備腐蝕性大，所以（yǐ）對設備的要求很高。另外，對氯化氫的吸收（shōu）和濃（nóng）縮（suō）有（yǒu）很大難度;粉塵捕集等對環境造成較大的（de）汙（wū）染。

另外也簡單介（jiè）紹一下水氯鎂石直接鍛燒生產高純鎂砂（shā），其主要反應為：

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

此外（wài），副產品氯化氫氣體對生產設備（bèi）有（yǒu）嚴重（chóng）的腐蝕性。這同噴霧熱（rè）分解法是相似的。

4、電熔法（fǎ）生產高純（chún）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（lǔ）水石灰法生產出的輕質氧化鎂，放入電熔爐（lú）中進行電熔冶煉，得高純鎂砂。也可（kě）采（cǎi）用菱（líng）鎂礦經輕燒製（zhì）成（chéng）輕燒（shāo）鎂（měi），然後把輕燒鎂放入（rù）電熔爐中進行電熔冶煉，最終得高（gāo）純鎂砂。

(2)生產方法將輕質氧化鎂或輕燒鎂粉，放入電熔（róng）爐中，插入電（diàn）極，在控製一定的（de）大電流、低電壓的條件（jiàn）下進行電熔，電熔所得高純鎂砂的含量可達（dá）99.9%，密（mì）度可（kě）達（dá）3.5g/cm3以上。產品的質量主要決定於電流電（diàn）壓的大（dà）小，以及電熔的時間長短等。