高純鄂爾多斯（sī）鎂砂是指含量在99%以上（shàng）(國內往往（wǎng）把氧化鎂含量（liàng）大（dà）於98%的鎂砂稱為（wéi）高純鎂砂)，體積密度大於3.4g/cm3的燒結氧化鎂。高純鎂砂的生（shēng）產方法均以含鎂化合物為原料，有的（de）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（rè）分解煆燒（shāo）法生產高純鎂砂。以下是常用的4種方法的工藝及原理：

1、菱鎂礦生產高純鎂砂

首先選取優質菱鎂礦，把菱鎂礦放入（rù）煆燒爐中進行煆（duàn）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(也稱為輕燒鎂砂（shā）)，反應式如下：

將輕（qīng）燒氧（yǎng）化鎂粉進行細磨，細磨可釆用雷蒙機，球磨機或高（gāo）速粉（fěn）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密度;壓球采取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（lú）中進行高溫燒結，高溫鍛燒爐的爐溫控製在16002000℃左右。在高溫煆燒過程中，隨著（zhe）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（zhǎng）大，其組織結構越（yuè）來越致密（mì），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量（liàng）還不夠理想，氧化鎂含量更高隻能達（dá）到98%左右，要使氧化（huà）鎂含量達到99%以（yǐ）上比較困難。因天然菱鎂礦（kuàng）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，因而要使高純鎂砂的純度進一步提高，存在著很多技術（shù）性問題，解決這（zhè）些技術性因素將在生產中提高生產成本。

2、鹵水生產高純鎂砂的（de）生產方（fāng）法

用（yòng）鹵水生產高純鎂砂，首先需要生產輕質氧化鎂（měi）。生產輕質氧化（huà）鎂的方法有鹵水（shuǐ）碳銨法（fǎ），鹵水純堿法，鹵水石灰法和鹵水氨法等。

(1)鹵水碳銨法主要反應式：

鹵水（shuǐ）碳銨法是先將商水淨化，再以碳酸氫銨作沉澱劑（jì）(碳酸氫銨（ǎn）價廉易（yì）得，沉澱（diàn）效率高（gāo）)進行反應，反應溫度控製在（zài）3550℃之間，生成堿式碳酸（suān）鎂沉澱，沉澱經洗（xǐ）滌、脫水、鍛燒(溫度控製（zhì）在800900℃左右)等步驟，製（zhì）得輕質氧化鎂。將製得（dé）輕質氧（yǎng）化鎂進行粉碎，並把輕質氧化鎂壓製成球形入（rù）高溫煆燒爐重燒，爐內溫度控製在16002000℃，氧化鎂（měi）物料在爐內停留（liú）46h，得高純鎂砂（shā）。

(2)鹵水-純堿法主（zhǔ）要反應式：

鹵（lǔ）水-純堿法是將（jiāng）淨化的鹵水與沉澱劑碳（tàn）酸鈉進行反應，反（fǎn）應溫（wēn）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（jìn）行洗滌、脫水，將脫（tuō）盡水的堿式碳酸鎂（měi）放入煆燒爐中進（jìn）行鍛燒（shāo），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，氧化鎂物料在爐內停留46h，得高純鎂砂。

(3)鹵水-氨法主要反應式（shì）：

鹵水-氨法是采用淨化（huà）的鹵（lǔ）水加入堿性（xìng）較弱的氨水作為沉澱劑，生成氫氧化鎂沉澱。此法生成的氫氧化（huà）鎂結晶度高，沉降速度（dù）快，容易對氫氧化鎂沉澱結晶（jīng）過濾和洗滌，易除去雜質離（lí）子，並且容易控（kòng）製產品（pǐn）質量。把洗滌幹淨的氫氧化鎂脫去水（shuǐ）分，放入煆燒（shāo）爐中進（jìn）行鍛燒，生成輕質氧（yǎng）化（huà）鎂。將輕質（zhì）氧化鎂粉碎並用（yòng）壓球機製成球形，為了增加球形的壓實密度，采取在200℃左（zuǒ）右壓製，然後（hòu）將壓製球送入高溫煆燒爐中，溫（wēn）度控製在16002000℃之間重燒(死燒（shāo）)，製成高純鎂砂。

(4)鹵水-石灰石（shí）法主要反應式為：

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

在高純鎂砂的生產過程中（zhōng），提高產品的純度，有效降低有害雜質的含量是主要的，以先製取（qǔ）高純度氧（yǎng）化（huà）鎂作為保證，最終高純鎂砂產品更容易達（dá）到高（gāo）純的要求。

在上述用鹵（lǔ）水為原料生產輕質氧化鎂的幾種方法，因都在液相條件下進行反應，可（kě）通過（guò）加入沉澱劑，洗滌和化學精致等（děng）方法除去雜質離子，以保證堿（jiǎn）式碳酸鎂或氫氧化鎂的純度，一旦工藝確定，最終高（gāo）純鎂砂純度可達到99.9%以上。另外用鹵水生產高純鎂砂也有許多缺點（diǎn）與難點，主要（yào）有生產成本過高，能源消耗大，生產（chǎn）工藝複雜，有許多技術難點與設備難（nán）點。

3、噴霧熱分解法生產高純（chún）鎂砂（shā）

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進一步濃縮至一定濃（nóng）度，將濃縮鹵水直接噴入到熱分解反應爐中進行熱分解，煆（duàn）燒後產出粗氧化鎂。因（yīn）粗氧（yǎng）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（duàn）燒成輕質氧化鎂（měi），然後壓製成球（qiú）形送入高溫鍛燒爐中重燒，最終得高純鎂砂，其純度可達（dá）99%以上。此法基本（běn）反應式如下：

生產方法如下所（suǒ）述（shù）。

(1)鹵水的淨化與濃縮鹵水的淨化主要采用相（xiàng）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（zhào）第（dì）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（de）濃度在550g/L。

(2)鹵（lǔ）水（shuǐ）的熱分（fèn）解將濃縮（suō）的（de）氯化鎂溶液直接噴入熱反（fǎn）應爐中進行熱（rè）分解，熱分解後得粗製氧化鎂。

(3)粗製氧化鎂的水（shuǐ）解和煆燒熱分解後所（suǒ）得的（de）粗（cū）製氧化鎂含有未分解的氯化鎂、氯化鈣和氯化鉀等一些氯化物。對粗製氧化鎂（měi）中含有的氯化物可通過（guò）用水洗滌的方法（fǎ）除去。因這些氯化（huà）物（wù）都溶於水，並使（shǐ）得粗製氧化鎂全部水解，生成（chéng）氫氧化（huà）鎂。氫氧化鎂經過濾、脫水，得氫氧化鎂濾餅，再將其（qí）在煆（duàn）燒爐(或轉爐)中加熱至8001000℃，氫氧化鎂生（shēng）成輕質（zhì）氧化鎂。

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

噴霧熱分解法生產高純鎂砂有一定的優點。如熱分解時間短，粉體燒結性能好，操作過（guò）程簡單，反應一次完成，並且（qiě）可連續（xù）進行（háng），有利於生產，生產成本較低（dī）。但此法（fǎ）也有缺（quē）點（diǎn）：因在噴霧熱分解中生成氯化氫氣體，對（duì）設備腐蝕性大，所以（yǐ）對設備（bèi）的要求很高。另外，對氯化氫的吸收和濃縮有很大（dà）難度（dù）;粉塵捕集等對環境造成較（jiào）大的汙染。

另（lìng）外也簡單（dān）介（jiè）紹一下（xià）水氯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（zhí）接（jiē）煆（duàn）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，使雜質降低到最少。因原料含（hán）有雜質量較多，在煆燒過程中易進入產品中。

此外，副產品氯化（huà）氫氣體對生產設備有嚴重（chóng）的腐蝕性。這同噴霧熱分解法是相似的。

4、電（diàn）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（bǎ）采用鹵水純堿法、鹵水碳銨法、鹵水氨水法和鹵水石灰法生產出（chū）的輕質氧化鎂，放入電熔爐中進行電熔冶煉，得高純鎂砂。也（yě）可采用菱鎂礦經輕（qīng）燒製成輕燒鎂（měi），然後把輕燒鎂放入電熔爐中進（jìn）行電熔冶煉，最終（zhōng）得高純鎂砂（shā）。

(2)生（shēng）產方法將輕質氧化鎂或（huò）輕燒鎂粉（fěn），放入（rù）電熔爐（lú）中，插入電極，在控製一定的大電流、低電壓的條件下進行電熔，電熔所得高（gāo）純鎂砂的含量可達99.9%，密度可（kě）達3.5g/cm3以上。產（chǎn）品的質量主要決定於電流電壓的大小，以及電熔的時間（jiān）長短等。