高純河北鎂砂是指含（hán）量在99%以（yǐ）上(國內（nèi）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（wù）為原（yuán）料，有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（yě）有的采用氯化鎂（měi）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、菱鎂礦生產高純（chún）鎂砂

首先選取優質菱鎂（měi）礦，把菱鎂礦放入煆燒爐中進行煆燒，溫度控製在1000℃左（zuǒ）右（yòu）(煆燒爐可采用反射爐、沸騰爐或豎窯爐)，生成（chéng）輕（qīng）燒氧化鎂粉（fěn）(也稱為輕燒鎂砂)，反應式如下：

將輕燒氧化鎂粉進行細磨，細磨（mó）可釆用雷蒙（méng）機，球磨（mó）機或高速粉碎機等。細磨（mó）到一定粒（lì）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（gāo）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（shāo）過程中，隨著溫度（dù）升高，氧化（huà）鎂體積逐漸收縮，密（mì）度增加，氧化鎂晶體發育長大，其組織結構越來越致（zhì）密，鍛燒完成後氧（yǎng）化鎂的體積密度可達3.4g/cm3以上。

目前國內采用此（cǐ）法（fǎ）生產高純鎂砂（shā）的質量還不（bú）夠理想，氧化鎂含量更高隻能達到98%左右，要使氧化鎂含量達到99%以上比較（jiào）困難。因天然（rán）菱鎂礦煆燒成（chéng）的高純鎂砂中含有CaO，SiO2，Fe，B等雜質，很難把這些雜質從（cóng）固相混合物中分（fèn）離，因而要使高純鎂砂的純度進一步提（tí）高，存（cún）在著很多技術（shù）性問題，解（jiě）決這些技術性（xìng）因素將在生產中提高生產成本。

2、鹵水生產高純鎂砂的生產（chǎn）方法

用鹵水（shuǐ）生產高純鎂（měi）砂，首先需要生（shēng）產輕質氧化鎂。生產輕質氧化鎂的方法有鹵水碳銨法，鹵（lǔ）水純堿法，鹵水石灰法和鹵水氨（ān）法等。

(1)鹵（lǔ）水碳銨法主要反應式：

鹵水碳銨（ǎn）法是先將商水（shuǐ）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（háng）反（fǎn）應，反應溫度控製在3550℃之間，生成堿式碳酸鎂沉（chén）澱，沉澱經洗滌、脫水、鍛燒(溫度控製在800900℃左右)等步驟，製得輕質氧化鎂。將製得輕質氧化鎂（měi）進行粉碎，並把輕質氧化鎂壓製（zhì）成球形入高溫煆燒爐重燒，爐（lú）內溫度控製在16002000℃，氧化鎂物（wù）料在（zài）爐內停留（liú）46h，得高純鎂砂。

(2)鹵水-純堿法主要反（fǎn）應式：

鹵水-純堿法是將淨化（huà）的鹵水與沉澱（diàn）劑碳酸鈉進（jìn）行反應，反應溫度控製在3550℃，生成堿式碳酸鎂沉（chén）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（měi）放入煆燒爐（lú）中進（jìn）行鍛燒，煆燒（shāo）溫度控製在900℃左右，得輕質氧化鎂。將輕質氧化鎂粉（fěn）碎，並用壓球機壓製成球（qiú）形，然（rán）後入高溫鍛燒爐進行重燒，重燒溫（wēn）度控製在16002000℃之間，氧化鎂物料在爐內停留46h，得高純（chún）鎂砂。

(3)鹵水-氨法主要反應式：

鹵水-氨法是采用（yòng）淨化的鹵水加入堿性（xìng）較弱的氨水作為沉（chén）澱劑，生成氫氧化鎂沉澱。此法生成的氫氧化鎂結（jié）晶度高（gāo），沉降速（sù）度快，容易對氫氧化鎂沉澱結晶過濾和洗滌，易除去雜質（zhì）離子（zǐ），並且容易控製產品質量。把洗滌幹淨的氫氧化（huà）鎂脫（tuō）去水（shuǐ）分，放入煆（duàn）燒爐中進行鍛燒，生成輕質氧化鎂。將輕質氧化鎂粉碎並用壓球機（jī）製成球（qiú）形，為了增加球形的壓實密度，采取在200℃左右壓製，然後將壓製球送入高溫煆燒爐中，溫度控製在（zài）16002000℃之間重燒(死燒)，製成高純鎂砂。

(4)鹵水-石灰石法主要（yào）反應式為：

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

在高純鎂砂的生產過程中，提高（gāo）產品的（de）純度，有效降低有害雜質（zhì）的含量是（shì）主要的，以先製取高純度氧化鎂作為保證（zhèng），最終高純鎂砂產品更容易達到高純（chún）的要求。

在上述用鹵水為原（yuán）料生產輕質氧化鎂的幾種方（fāng）法，因都（dōu）在液相條件下進行反應，可通過加入沉澱劑，洗滌和化學精致等方法除去雜質離子，以保證堿式碳酸鎂或（huò）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%以上。另外用鹵水生產（chǎn）高純鎂（měi）砂也有許多缺點與難點，主要（yào）有生產成（chéng）本過高，能源消耗大，生產工藝複雜，有許（xǔ）多技術（shù）難點與設備難點。

3、噴霧熱分解法生產高純鎂（měi）砂

噴霧熱分（fèn）解（jiě）法生產（chǎn）高純鎂砂生產原理如下。

噴（pēn）霧（wù）熱（rè）分解煆燒法生產高純鎂砂的生產原理是（shì）先將鹵水進一步濃縮至（zhì）一定濃度，將濃縮鹵水直接噴入到熱分解（jiě）反應爐中進行熱分解，煆燒後（hòu）產出粗氧（yǎng）化鎂。因粗氧（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（wán）全水化生成為氫氧（yǎng）化鎂。將過濾後的氫（qīng）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（dá）99%以上。此法基本反應（yīng）式如下：

生產方法如下所述。

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

將（jiāng）淨化的鹵水再進行濃縮（suō）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（lǜ）化鎂溶液直接噴入熱反應爐中進行（háng）熱分解，熱分（fèn）解後得粗製氧化鎂（měi）。

(3)粗製氧化鎂的水解（jiě）和（hé）煆燒熱分解後所得的粗製氧化鎂含有未（wèi）分解的氯化鎂、氯化鈣和氯化鉀（jiǎ）等一些（xiē）氯化物。對粗製（zhì）氧化鎂中含有的氯化物可通過用水洗滌的方法除去（qù）。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。氫氧化鎂經過濾（lǜ）、脫水，得氫氧化鎂濾餅，再將其在煆燒爐（lú）(或（huò）轉爐)中加（jiā）熱至8001000℃，氫氧（yǎng）化（huà）鎂（měi）生成輕質氧化鎂。

(4)重燒得高純（chún）鎂（měi）砂將上述氧化鎂經過壓製成球形，然後放入（rù）到高（gāo）溫煆燒爐(或豎窯爐)中進行重燒，得到氧化鎂純度為99%以上，密度（dù）在3.4g/cm3以上的高純（chún）鎂砂。

噴霧熱分解法生（shēng）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，操作過程簡單，反應（yīng）一次完成，並且可連（lián）續進行，有利於生產，生產成本較低。但此（cǐ）法也有缺點：因（yīn）在噴霧熱分解中生成氯化氫氣體，對（duì）設備（bèi）腐蝕性大，所以對設備的要求很高。另外，對氯化氫的吸（xī）收和濃縮有很（hěn）大難度;粉（fěn）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直（zhí）接鍛燒生產高純鎂砂，其（qí）主（zhǔ）要反應為：

此生（shēng）產法采用水氯鎂石直接（jiē）煆燒生成高純鎂砂，要達到高（gāo）純度，一定要對水氯（lǜ）鎂石原料進行淨化處理，使雜質降低到最少。因原料含有雜質量較（jiào）多，在（zài）煆燒過程中易（yì）進入產品中。

此（cǐ）外，副產品氯化氫氣體（tǐ）對生產設備有嚴重的腐蝕性。這同噴霧熱分解（jiě）法是相似的。

4、電熔法生產高（gāo）純鎂（měi）砂的生產原理及生產方法

(1)生產原（yuán）理把采用鹵水純堿法、鹵水碳銨法、鹵水氨（ān）水法（fǎ）和鹵水石灰法生（shēng）產出（chū）的輕質氧化鎂，放入（rù）電熔爐中進行電熔冶煉，得高純鎂砂。也可采用菱鎂礦經輕燒製成輕燒鎂，然後把輕燒鎂放入電熔（róng）爐中進行電熔冶煉，最終得高純（chún）鎂砂。

(2)生（shēng）產方法將輕質氧化鎂（měi）或輕燒鎂粉，放入電（diàn）熔爐中，插入電極，在控製一定的大電流、低電壓的條件下進行電熔，電熔所得高純鎂砂的含量可達99.9%，密度可（kě）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（jí）電（diàn）熔的時間（jiān）長短等。