高（gāo）純（chún）哈爾濱鎂砂（shā）是指（zhǐ）含量在99%以（yǐ）上(國內往往把（bǎ）氧化（huà）鎂含量大於98%的鎂砂稱為高純鎂砂)，體積（jī）密度大於3.4g/cm3的燒結氧化鎂。高純鎂砂的生產方法均以含鎂化合物為（wéi）原料，有的先製成輕質氧化鎂，經過（guò）電熔凝或重燒(死燒（shāo）)製得高純鎂砂，也有的（de）采用氯化鎂噴霧熱分（fèn）解煆燒法生產高純鎂砂。以下是常用（yòng）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（líng）鎂礦，把菱鎂礦放入煆燒爐（lú）中進行煆燒，溫度（dù）控製在1000℃左右(煆燒爐可采用反射爐、沸騰爐或豎窯爐（lú）)，生成輕燒氧化鎂粉(也（yě）稱為輕燒鎂砂)，反應式如（rú）下：

將輕燒氧化鎂粉進行細磨，細（xì）磨可（kě）釆（biǎn）用雷（léi）蒙機，球磨機或高速粉碎機等。細磨到一定（dìng）粒度，進行（háng）壓（yā）球。控製（zhì）輕燒粉細度是為了增加（jiā）壓球的體密度;壓球采取高壓壓球（qiú）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（gāo）溫煆燒過程中，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（shāo）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（fǎ）生產高純鎂砂的質量還不夠理想，氧化鎂含量（liàng）更高隻能達到98%左右（yòu），要使（shǐ）氧化（huà）鎂含量達到99%以上比（bǐ）較困難。因天然菱鎂礦（kuàng）煆燒成的高（gāo）純鎂砂中含有（yǒu）CaO，SiO2，Fe，B等雜質（zhì），很難把這些（xiē）雜質（zhì）從固相混合物（wù）中分離，因而要使高純（chún）鎂砂的純度進一（yī）步提高，存在著很多技術性問題，解（jiě）決這（zhè）些技術（shù）性（xìng）因素將在生產中提（tí）高生產成本。

2、鹵水（shuǐ）生產高純鎂砂的生產方法

用鹵水生產高純鎂砂，首先需要生產輕質氧（yǎng）化鎂。生產輕質氧化鎂的方法有鹵水碳銨法，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：

鹵水碳銨法是先（xiān）將商水淨化，再以碳酸氫銨作沉澱劑(碳酸氫銨價廉易（yì）得，沉澱效率（lǜ）高)進行反應，反（fǎn）應溫度控製在（zài）3550℃之間，生成堿式碳酸鎂沉（chén）澱（diàn），沉澱經洗滌、脫水、鍛燒（shāo）(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行粉碎，並（bìng）把輕質氧化鎂壓製（zhì）成球形入高（gāo）溫煆燒爐重燒（shāo），爐內溫度控製在16002000℃，氧化鎂物（wù）料在爐內停留（liú）46h，得高純鎂砂。

(2)鹵水-純堿法主要反應式：

鹵水（shuǐ）-純堿法是將淨化的鹵水（shuǐ）與（yǔ）沉澱劑碳酸鈉進行反應，反（fǎn）應溫度控製在3550℃，生（shēng）成堿式碳酸鎂（měi）沉澱，然後對堿（jiǎn）式碳酸（suān）鎂沉澱進行洗滌、脫（tuō）水（shuǐ），將脫盡水的堿式碳酸（suān）鎂放入煆燒爐中進行鍛燒，煆燒溫度控製在900℃左右，得輕質氧化鎂。將輕質氧化鎂粉碎，並用壓球（qiú）機壓製成球形，然後入高溫鍛燒爐進行（háng）重燒，重燒溫度控製在16002000℃之間，氧化鎂物料在（zài）爐內停留46h，得高純鎂砂（shā）。

(3)鹵水（shuǐ）-氨法主要反應式：

鹵水（shuǐ）-氨法是采用淨化的鹵（lǔ）水加（jiā）入堿性較弱的氨水作為沉澱劑，生成氫氧化鎂沉澱。此法生成（chéng）的氫氧化鎂結晶度高，沉降速（sù）度快，容易對氫氧化鎂（měi）沉澱結晶過濾和洗滌，易除去雜質離子，並且容易控（kòng）製產品質（zhì）量。把洗滌幹淨的氫氧化鎂脫去水分，放入煆燒爐中進行鍛燒，生成輕質氧化鎂。將輕質（zhì）氧化鎂（měi）粉碎並用壓球機製成（chéng）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（zhì）球送（sòng）入高溫煆（duàn）燒爐中，溫度（dù）控製在16002000℃之間重燒(死燒)，製成高純鎂砂（shā）。

(4)鹵水-石灰石法主要反應式為：

鹵水石灰石法是（shì）先將石灰石或白雲石煆燒（shāo）成熟石灰（huī）(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（yǎng）化鎂混合料作為（wéi）沉澱劑，並與鹵水進行沉澱反應，生成（chéng）氫氧化鎂沉澱，將氫氧（yǎng）化鎂沉澱過濾，洗滌，然後將脫水氫氧（yǎng）化鎂進行煆燒得氧化鎂，再將氧化鎂壓（yā）球，放入高溫煆燒爐進行重燒，溫度控製（zhì）在16002000℃，最終得高純鎂砂。

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

在上述（shù）用鹵（lǔ）水為原料生產輕質氧化鎂（měi）的幾（jǐ）種方法，因（yīn）都在液相條件下進行（háng）反應，可通過加入沉澱劑，洗滌和（hé）化學精致等方法除去雜質離子，以（yǐ）保證堿式（shì）碳酸鎂或氫氧化（huà）鎂的純度，一旦工藝確定，最終高純鎂砂純（chún）度（dù）可達到99.9%以上。另（lìng）外用鹵水生產高純鎂砂也（yě）有許多缺點與難點，主要有生產（chǎn）成本過（guò）高，能源（yuán）消耗大，生產工藝複雜（zá），有許多技術難點與設備難點。

3、噴（pēn）霧熱分解（jiě）法生（shēng）產高純（chún）鎂砂

噴（pēn）霧熱分解法生產高純鎂砂（shā）生產原（yuán）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（fǎn）應爐中進行（háng）熱分解，煆燒後產出粗氧化鎂。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（de）方法除去可溶（róng）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燒成輕質氧化鎂，然後壓製成球形送入高溫鍛燒爐中重燒，最終得高純鎂砂，其純度可達99%以上。此法基本反應式如下：

生產方法如下所述。

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

將淨化的鹵水再進行濃縮至一定（dìng）濃度，使鹵水中氯化鎂的（de）濃度（dù）在550g/L。

(2)鹵（lǔ）水的熱分解將濃縮的氯化鎂溶液直接噴入（rù）熱反應爐中進行熱分（fèn）解，熱分解後得粗製氧化鎂。

(3)粗製氧化（huà）鎂的水解和煆（duàn）燒熱分解後所得的粗製氧化鎂含（hán）有未分解的氯（lǜ）化鎂、氯（lǜ）化鈣和氯化鉀等一些氯化（huà）物。對粗製氧化鎂中含有的氯化物可通過用水（shuǐ）洗滌的方（fāng）法除去。因這（zhè）些氯化物都溶於水，並使（shǐ）得粗製氧化鎂全部水解，生成氫氧化鎂。氫氧化鎂經過濾、脫水，得氫氧（yǎng）化（huà）鎂濾餅，再將其在煆燒（shāo）爐(或（huò）轉爐)中（zhōng）加熱至8001000℃，氫氧化鎂生成輕質氧化鎂（měi）。

(4)重燒得高純鎂砂將上述氧化鎂經過壓製成球形，然後（hòu）放入到高溫煆（duàn）燒（shāo）爐(或豎窯爐)中進行重燒，得到氧化鎂純度為99%以上，密（mì）度在3.4g/cm3以上的高純鎂砂。

噴霧熱分解法生產高純鎂砂有一定的優點（diǎn）。如熱分解時間短，粉體燒結性能好，操作（zuò）過程簡單（dān），反應一次完成，並且可連續進行，有利於生產，生產成本較低。但此法也有缺點：因（yīn）在噴霧熱分解中生成氯化氫氣體，對設備腐蝕性（xìng）大，所（suǒ）以（yǐ）對設備的要求很（hěn）高。另外，對氯化氫（qīng）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。

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

此生產法采（cǎi）用水氯鎂石直接煆燒生成（chéng）高純鎂砂，要達到高純度，一定要對水（shuǐ）氯鎂（měi）石（shí）原料進行淨化處理，使雜質降低到最（zuì）少。因原料含有雜質量較多，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（shí）性。這同（tóng）噴霧熱分解法是相似的。

4、電熔法生產高純鎂砂的（de）生產原理（lǐ）及生產方法

(1)生產原理把采（cǎi）用鹵水純堿法、鹵水碳銨法（fǎ）、鹵水氨水法和鹵水石灰法生產出的輕質（zhì）氧化（huà）鎂，放入電熔爐中進行電熔（róng）冶煉，得高純鎂砂。也可采用（yòng）菱鎂礦經輕燒製（zhì）成輕燒鎂，然後把輕燒鎂放入電熔爐中進（jìn）行（háng）電熔冶煉，最終得高純鎂砂。

(2)生產方法將輕質氧化鎂或（huò）輕燒鎂粉，放入電熔爐中，插入電極，在控（kòng）製一定的大電流、低電壓的條件下進行電熔，電熔所得高純鎂砂的含量可（kě）達99.9%，密度可達3.5g/cm3以上。產品的（de）質量主要決定於電流電壓的大小，以（yǐ）及電熔的時間長短等。