高純內蒙（méng）古鎂（měi）砂是指含量在（zài）99%以上(國（guó）內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的燒結氧化鎂。高純鎂砂的生產（chǎn）方法均以含鎂（měi）化合物為原料，有的先製成輕質氧化鎂，經過電熔凝或重燒(死燒（shāo）)製得高純鎂砂，也有的采用氯化鎂噴霧（wù）熱分解煆燒法生產（chǎn）高（gāo）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（shā）

首先選取優質菱鎂礦，把菱鎂礦（kuàng）放入煆燒爐中進行煆燒，溫（wēn）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（chéng）輕燒氧化鎂粉(也稱為輕燒鎂砂)，反（fǎn）應式如下：

將輕燒氧化鎂粉（fěn）進行細磨，細磨可釆用雷蒙機（jī），球磨機或高速粉碎機（jī）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（de）體密度;壓球采取高壓壓球機或對輥壓球（qiú）機。

將壓製成的輕燒鎂砂球放入高溫爐中進行高（gāo）溫（wēn）燒結，高（gāo）溫鍛燒爐（lú）的爐溫控製在16002000℃左右。在高溫煆燒過程中，隨著溫度升高，氧化鎂體積逐漸收縮，密度增加，氧化（huà）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（kě）達3.4g/cm3以上。

目前國內（nèi）采用此法生產（chǎn）高純鎂砂的質量還（hái）不夠理想，氧化鎂含量更高隻（zhī）能達到98%左右，要使（shǐ）氧化鎂含（hán）量達到99%以上比較困難。因天然菱鎂礦煆（duàn）燒成的高純鎂（měi）砂中含有CaO，SiO2，Fe，B等雜質，很難（nán）把這些雜質從固（gù）相混合物（wù）中分離，因（yīn）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生產方法

用鹵水生產高（gāo）純鎂砂，首先需要生產輕質氧（yǎng）化鎂。生產輕（qīng）質氧化鎂的方法有（yǒu）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：

鹵水碳銨法是先將商水淨化，再以碳酸氫銨作（zuò）沉（chén）澱（diàn）劑(碳酸氫銨價廉易得，沉澱（diàn）效（xiào）率高)進行反應，反應（yīng）溫度控製在3550℃之間，生成堿式（shì）碳酸鎂沉澱，沉澱經洗滌、脫水、鍛燒(溫度控製在800900℃左右（yòu）)等步（bù）驟，製得輕質氧（yǎng）化鎂。將製得輕質（zhì）氧化鎂進行粉（fěn）碎，並把輕質氧化鎂壓製（zhì）成（chéng）球形入高溫（wēn）煆燒爐重燒，爐內溫度控製在（zài）16002000℃，氧化鎂物料在爐內（nèi）停留46h，得高純鎂砂。

(2)鹵水-純堿法主要反應（yīng）式（shì）：

鹵（lǔ）水（shuǐ）-純堿法是將淨化（huà）的鹵水與沉澱劑碳酸鈉進行反應，反應溫度控製在3550℃，生成堿式碳酸鎂沉澱，然後對堿式（shì）碳酸鎂沉澱進行（háng）洗滌、脫（tuō）水（shuǐ），將脫（tuō）盡水的（de）堿式碳酸鎂放入煆燒爐（lú）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（yǎng）化鎂粉（fěn）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（jiān），氧化鎂物料在爐內停留46h，得高純鎂砂。

(3)鹵水-氨法主要反（fǎn）應式（shì）：

鹵水（shuǐ）-氨法是采（cǎi）用（yòng）淨化的鹵水加入堿（jiǎn）性較弱的氨水作為沉澱劑，生成氫氧化鎂沉澱。此法生成的氫（qīng）氧化鎂結晶度高，沉降速度快，容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鎂脫去水分，放入煆燒爐中進行鍛燒，生成輕（qīng）質氧（yǎng）化鎂。將輕質氧化鎂粉（fěn）碎並（bìng）用壓球機製成球形，為了增加球形的壓（yā）實密（mì）度，采取在200℃左右（yòu）壓（yā）製，然後將（jiāng）壓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：

鹵水石灰石法是先將石灰石（shí）或白雲石煆燒成熟石（shí）灰(CaO)或白雲石熟料(MgO+CaO)，然（rán）後將熟石灰或白雲石熟料水化生成氫氧化（huà）鈣或氫氧化（huà）鈣與（yǔ）氫氧化鎂（měi）混合料作為（wéi）沉澱劑，並與鹵水進行沉澱反應（yīng），生成氫氧化鎂沉澱，將氫氧化鎂沉澱過濾（lǜ），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（rù）高溫煆燒爐（lú）進行重燒，溫度控製在16002000℃，最終得高純鎂砂。

在高純鎂砂的生產過程中，提高產品的（de）純度，有效降（jiàng）低有（yǒu）害雜質的含量是主要的，以先製取（qǔ）高純度氧（yǎng）化鎂作為保（bǎo）證，最終高純鎂砂產品（pǐn）更容易達到高純的要求。

在上述用鹵水為原料生產輕質氧化鎂的幾種方法，因都（dōu）在液相條件下進行反（fǎn）應，可通過加（jiā）入沉澱劑，洗（xǐ）滌和化學精致等方法除去雜質離子，以保證堿式碳酸鎂或氫氧化鎂的純度，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（shuǐ）生產高（gāo）純鎂砂也有許多缺點與難點，主要有生（shēng）產成本（běn）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（jiě）法生產高純鎂砂

噴霧（wù）熱分（fèn）解法生（shēng）產高純（chún）鎂砂生產原（yuán）理如下（xià）。

噴（pēn）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（jiě）反應爐中進行熱分（fèn）解，煆燒後產出粗氧（yǎng）化鎂。因粗氧化鎂（měi）中含有（yǒu）未完全分（fèn）解的氯化物，可采用水多次洗滌的方法除去可溶性（xìng）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（huà）鎂，然後壓製（zhì）成球形送入高溫鍛燒（shāo）爐中重燒，最終得高純鎂（měi）砂，其純度可達99%以上（shàng）。此（cǐ）法（fǎ）基本反應（yīng）式（shì）如下：

生產方法如（rú）下（xià）所述。

(1)鹵水的（de）淨化與（yǔ）濃縮鹵水的淨化主（zhǔ）要（yào）采用相應的措施除去（qù）在鹵水中的Fe2+、Na+、Ca2+、SO42-等雜質離子，除（chú）雜方法可（kě）參照第3章工業（yè）氧（yǎng）化鎂（měi）。

將（jiāng）淨化的鹵水（shuǐ）再進行濃（nóng）縮至一定濃度，使鹵水中氯化鎂的濃度在550g/L。

(2)鹵水的熱分解將濃縮的氯化鎂溶液直接噴入熱（rè）反應爐中（zhōng）進（jìn）行熱分解，熱分解（jiě）後得粗製氧化鎂。

(3)粗（cū）製氧化鎂的水解（jiě）和（hé）煆燒熱分解後（hòu）所得的粗製氧化鎂含（hán）有未分解的氯化鎂、氯化鈣和氯化鉀等一些氯化物。對粗製（zhì）氧化鎂中含有的氯化物可（kě）通過用水洗滌的方法除去。因（yīn）這些（xiē）氯化物都溶（róng）於（yú）水，並使得粗製氧化鎂全（quán）部水解，生（shēng）成氫氧化鎂。氫氧化鎂經過濾、脫水，得（dé）氫氧化鎂（měi）濾餅，再將其在煆燒爐(或轉爐)中加熱至8001000℃，氫氧化鎂生（shēng）成（chéng）輕質氧化鎂。

(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（shāo）爐(或豎窯爐)中進行重燒，得到氧化鎂純度為99%以上，密度在3.4g/cm3以上的高純鎂砂。

噴霧熱分解法生產高純鎂砂（shā）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，並且可（kě）連續進行，有利於生產，生產成本（běn）較低。但此（cǐ）法也有缺點：因在噴（pēn）霧熱分解中生成氯化氫氣體（tǐ），對設備腐蝕性（xìng）大，所以對設備的要求（qiú）很高。另外，對氯化氫的吸收和濃縮有（yǒu）很大難度;粉塵捕集（jí）等對環境造成較大（dà）的（de）汙染。

另外也簡單介紹一下（xià）水氯鎂石直接鍛燒生（shēng）產高純鎂砂，其（qí）主要反應為：

此生（shēng）產法采（cǎi）用水（shuǐ）氯鎂石直接（jiē）煆燒生成高（gāo）純鎂砂，要達到高純度，一定要（yào）對水氯鎂石（shí）原料進行淨化處理，使（shǐ）雜質降低到最少。因原料含有雜質量（liàng）較多，在（zài）煆燒過程中易進入產品中。

此外，副（fù）產品（pǐn）氯（lǜ）化氫氣體對生產設備有嚴重的腐蝕性。這同（tóng）噴霧熱分解法是相似的。

4、電熔法生產（chǎn）高純鎂砂的（de）生（shēng）產原理及生產方法

(1)生產原理把采用鹵水純（chún）堿法、鹵水碳銨法、鹵水氨水法和（hé）鹵水石灰法生產出的輕質氧（yǎng）化鎂，放入電熔爐中進行電熔冶煉，得高純（chún）鎂砂。也可（kě）采用（yòng）菱鎂礦經輕燒製成輕燒鎂，然後把輕燒（shāo）鎂放入電熔爐中（zhōng）進行電熔冶（yě）煉（liàn），最終得高（gāo）純鎂砂。

(2)生（shēng）產方（fāng）法將輕質氧化鎂或輕（qīng）燒鎂粉，放入電熔爐中（zhōng），插（chā）入電極，在控製一定的（de）大電流、低（dī）電（diàn）壓的條件下進（jìn）行電（diàn）熔（róng），電熔所得高純（chún）鎂（měi）砂的含量可達99.9%，密度可達3.5g/cm3以上。產品的質量主要決定於電（diàn）流電壓的（de）大（dà）小，以及電熔的時間長短（duǎn）等。