高純（chún）濟寧鎂砂是指含量在（zài）99%以上(國內（nèi）往往把氧化鎂含（hán）量大於98%的鎂砂稱為高純鎂砂)，體積密度大於3.4g/cm3的（de）燒（shāo）結氧化鎂。高純鎂砂的（de）生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（huò）重燒(死燒)製得（dé）高純鎂砂，也有的采用氯化鎂噴霧熱分解煆燒（shāo）法生產高純鎂砂。以（yǐ）下是常用的（de）4種方法（fǎ）的工藝及原（yuán）理：

1、菱鎂礦（kuàng）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中進行煆燒，溫度控製（zhì）在1000℃左右(煆燒爐可采用反射爐（lú）、沸騰爐或豎窯爐)，生成輕燒氧化鎂粉(也稱為輕燒鎂砂)，反應式如下：

將輕燒氧化鎂粉進行細磨，細磨可釆（biǎn）用雷蒙機，球磨（mó）機（jī）或高速粉（fěn）碎機等。細磨到一定粒度（dù），進行壓（yā）球（qiú）。控製輕燒粉細度是為（wéi）了增加壓球的體密度;壓球采取高壓壓球機或對輥壓球（qiú）機。

將壓製成（chéng）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。在高溫煆燒過程中，隨著溫（wēn）度升高，氧（yǎng）化鎂（měi）體積（jī）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（shā）的質量還不夠理想，氧（yǎng）化鎂含量更（gèng）高隻（zhī）能達到98%左右，要使氧化鎂含量達到99%以上比較困難。因天然菱鎂礦煆燒成的高純鎂砂中含（hán）有CaO，SiO2，Fe，B等雜質，很（hěn）難把這（zhè）些雜（zá）質（zhì）從固相混合物中分離，因而要（yào）使高純鎂砂（shā）的純度進一步提高，存在著很多技術性問題，解決這些技術性因素（sù）將在生產中提高生產成本。

2、鹵水生產高純鎂砂的生產方法

用鹵水生產高純鎂砂，首先需要生產輕質氧化鎂。生（shēng）產輕質氧化（huà）鎂的方法有（yǒu）鹵水碳銨法，鹵水純堿法，鹵水石灰法和鹵（lǔ）水（shuǐ）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（lián）易得，沉澱效率高)進行反應，反應溫度控製在3550℃之間，生成（chéng）堿式碳酸鎂沉（chén）澱（diàn），沉（chén）澱（diàn）經洗滌、脫水、鍛燒(溫度控（kòng）製在800900℃左右)等步驟，製得輕質（zhì）氧（yǎng）化鎂（měi）。將製得輕質氧化鎂進行粉碎（suì），並把輕質（zhì）氧化鎂壓製成球形入高溫煆燒爐重燒，爐內溫度控製在16002000℃，氧化鎂物料在爐內停留46h，得高純鎂砂。

(2)鹵水-純（chún）堿法（fǎ）主要反應式：

鹵水-純（chún）堿法是將淨化的鹵水與沉澱劑碳酸鈉進行反應，反應溫（wēn）度控（kòng）製在（zài）3550℃，生成（chéng）堿式（shì）碳酸鎂沉澱，然後對堿式碳酸鎂沉澱進行洗滌（dí）、脫水，將（jiāng）脫盡水的堿（jiǎn）式碳酸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（yǎng）化鎂。將輕質氧化鎂粉碎，並用壓球機壓（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（huà）鎂物料在爐內停留46h，得（dé）高（gāo）純鎂砂（shā）。

(3)鹵水-氨法主要（yào）反應式：

鹵水-氨法是采用淨化的鹵水加入堿性較弱的氨（ān）水作為沉澱劑，生（shēng）成氫氧化鎂沉澱。此法（fǎ）生成的氫氧化鎂結晶度高，沉降速度快，容易對氫氧化鎂沉澱結晶（jīng）過（guò）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）鎂脫去水分，放入煆燒爐中進行鍛燒，生成輕質氧（yǎng）化鎂。將輕質氧化鎂粉碎並用壓球機製成球形，為了增加（jiā）球形的壓實密度，采取在200℃左（zuǒ）右壓製，然後將壓（yā）製球送入高溫煆燒爐中，溫度控製在16002000℃之間重燒(死燒)，製成高純鎂砂。

(4)鹵水-石灰石法主要反應式為（wéi）：

鹵水石灰（huī）石法是先將石（shí）灰石或白雲石（shí）煆燒成（chéng）熟石灰(CaO)或白（bái）雲（yún）石熟料(MgO+CaO)，然（rán）後將熟石灰或白雲（yún）石熟料水化生成氫氧化鈣或氫氧（yǎng）化鈣與氫（qīng）氧化鎂混合料作為沉澱劑，並與鹵水進行（háng）沉澱反應，生成氫氧化鎂沉澱，將氫氧化鎂沉澱（diàn）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（kòng）製在16002000℃，最終得高純鎂砂。

在（zài）高純鎂砂的生產過程中，提高產品的純（chún）度，有效降低有害雜質的含量是主要的，以先製取高純度氧化鎂作為保證，最終高純鎂砂產品更容易達到高純（chún）的要（yào）求（qiú）。

在上述用鹵水為原料生產輕質氧（yǎng）化鎂的幾種方法（fǎ），因都在液相條件下進行反應，可（kě）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（jiǎn）式碳酸鎂或氫氧化鎂的純度，一（yī）旦工藝確定，最終高純鎂砂（shā）純度可達到99.9%以（yǐ）上。另外用鹵水生產高純鎂砂也有許多缺（quē）點與（yǔ）難點，主要有生產成本過高，能源消耗大，生產工藝複雜，有許多技術難點與設備難點。

3、噴霧熱分解法生產高純鎂砂

噴霧熱分解法生產高純鎂砂生（shēng）產原理如下。

噴霧熱分解煆燒法生（shēng）產高純鎂砂的生產原理是先將鹵水進一步（bù）濃縮至一定濃度，將濃縮鹵水直接噴入到熱（rè）分（fèn）解反應爐中進行熱分解，煆燒後產出粗氧化（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（cì）洗滌的方法除去可溶性氯化物，使得粗氧化鎂（měi）完全（quán）水化生成為（wéi）氫氧化鎂。將過濾後的氫氧化鎂濾餅（bǐng）鍛燒成輕質（zhì）氧（yǎng）化鎂，然（rán）後（hòu）壓製成球（qiú）形送入（rù）高溫鍛燒爐中重燒，最終得高純鎂砂，其純（chún）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（nóng）縮鹵（lǔ）水的淨（jìng）化主要采用相應的措施除去在鹵水中的（de）Fe2+、Na+、Ca2+、SO42-等雜（zá）質離子（zǐ），除雜方法可參照第3章工業氧化鎂。

將淨化的鹵（lǔ）水再進行濃縮至一定濃度，使鹵（lǔ）水中氯化鎂的濃度在550g/L。

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

(3)粗製氧化（huà）鎂的水解和煆燒（shāo）熱分解後所得的粗製氧化鎂含有（yǒu）未分解的（de）氯化鎂、氯化鈣和氯化鉀等一些（xiē）氯化物。對粗製氧化鎂（měi）中含（hán）有的氯化物可通（tōng）過用水洗滌的方（fāng）法除去。因（yīn）這些氯化物都溶於水，並使得粗製（zhì）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（měi）經（jīng）過（guò）壓製成球形，然後放入到高溫煆燒爐(或豎窯爐)中進行重燒，得到（dào）氧化鎂純度為99%以上，密度在3.4g/cm3以上的高純鎂砂。

噴霧熱分解法（fǎ）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，操作過程簡單，反應一次完成（chéng），並且可連續進行，有利於生產，生產成本較（jiào）低。但此法也有缺點：因在（zài）噴霧熱分解中生成氯化氫氣體，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（dù）;粉塵捕集等對環境造成較（jiào）大的汙染。

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

此（cǐ）生產法采（cǎi）用水氯鎂（měi）石直接煆燒生成高純鎂砂，要達到高純度，一定要（yào）對水氯鎂石原料進行淨（jìng）化處理，使雜質降低到最（zuì）少。因原料含有雜（zá）質量較多，在煆燒（shāo）過程中易（yì）進入產品中。

此外，副產品氯化氫氣體對生產設備有（yǒu）嚴重的（de）腐蝕性。這同噴霧熱分解法是相似的（de）。

4、電熔（róng）法生產高純鎂砂的生產原理及（jí）生產方法

(1)生產原理把采（cǎi）用鹵水純堿法、鹵水（shuǐ）碳銨法、鹵水氨水法和鹵水石（shí）灰法生產出（chū）的輕質氧化鎂，放入電熔爐中進行電熔冶煉（liàn），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爐中（zhōng）進行電熔冶煉，最（zuì）終得高（gāo）純鎂砂。

(2)生產方法將輕質（zhì）氧化鎂或輕燒（shāo）鎂粉，放入（rù）電熔爐中，插入電極，在控製一定的大電流、低電壓的（de）條件下進行電熔，電熔所得高純鎂砂（shā）的含量可達99.9%，密度可達3.5g/cm3以（yǐ）上。產品的質量主要決（jué）定於電流（liú）電壓的大小，以及電熔的時間長短等。