高純（chún）石家莊（zhuāng）鎂砂是指含量在99%以上(國（guó）內往往把氧化鎂含量大於98%的（de）鎂砂稱為高純鎂砂)，體積密度大於3.4g/cm3的（de）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，有的先製成（chéng）輕質（zhì）氧化鎂，經過（guò）電熔凝或重燒(死燒)製得高純鎂砂，也有的采用氯化鎂噴（pēn）霧熱分解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（kuàng）生產高純鎂砂（shā）

首先選取優質菱鎂礦，把菱鎂（měi）礦（kuàng）放（fàng）入煆燒爐中進（jìn）行煆燒，溫度控製在1000℃左右(煆燒爐可采（cǎi）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)，反應（yīng）式如下：

將輕燒氧化鎂粉（fěn）進行細磨，細磨可釆用雷蒙機，球磨機或高速粉碎機等。細磨（mó）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中（zhōng）進行高溫燒結，高溫鍛燒爐的爐溫（wēn）控製（zhì）在16002000℃左右。在高溫煆燒過程中，隨著溫度升高（gāo），氧化鎂體（tǐ）積逐漸收縮，密度增加，氧化鎂晶體發育長大，其組織結（jié）構越來越（yuè）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（cǐ）法生產高純鎂砂的質量還不夠（gòu）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（zá）質從固相（xiàng）混合物中分離，因（yīn）而要使高純鎂砂的（de）純度進一步提高（gāo），存在著很多技術性問題，解決這些技術（shù）性因素將在生產中提高（gāo）生產（chǎn）成本。

2、鹵水生（shēng）產高純鎂砂的生（shēng）產方法

用鹵水生（shēng）產高純鎂砂，首先需要生產輕質氧化鎂。生（shēng）產輕質氧化鎂的方法有鹵水碳（tàn）銨（ǎn）法，鹵水純堿法，鹵水石灰法（fǎ）和鹵水氨法等。

(1)鹵水碳銨法主要（yào）反應式：

鹵水碳銨法是先將商水淨化，再（zài）以碳酸氫銨作沉澱劑(碳酸氫銨價廉易（yì）得，沉澱效率高)進行反應，反應溫度控製在3550℃之間，生成堿式碳酸鎂沉澱，沉澱經（jīng）洗（xǐ）滌、脫水、鍛燒（shāo）(溫（wēn）度控製在800900℃左右)等步驟，製得輕質氧化（huà）鎂。將（jiāng）製得輕質氧（yǎng）化鎂進行粉碎，並把輕質氧化鎂壓（yā）製成球形入高（gāo）溫（wēn）煆燒爐重燒，爐內溫度控製在16002000℃，氧化鎂物料在爐內停（tíng）留46h，得高純鎂砂。

(2)鹵水（shuǐ）-純堿法主（zhǔ）要反應式：

鹵水-純堿法是將淨化的鹵水與沉澱劑碳酸鈉進行反應，反（fǎn）應（yīng）溫度控製在3550℃，生（shēng）成堿式碳酸（suān）鎂沉澱，然後（hòu）對堿式碳酸（suān）鎂沉澱進行洗滌、脫水，將脫盡水（shuǐ）的（de）堿式（shì）碳（tàn）酸鎂放（fàng）入煆燒爐（lú）中進行鍛燒，煆燒溫度（dù）控製在900℃左右，得輕質氧化鎂（měi）。將輕質氧化鎂粉碎，並用壓（yā）球機壓製成球形，然後入高溫鍛燒爐進行重燒（shāo），重燒溫度控（kòng）製在16002000℃之（zhī）間，氧化鎂物料在爐內停留46h，得高純鎂砂。

(3)鹵水（shuǐ）-氨法主要反應式：

鹵水-氨法是采用淨化的鹵水加入堿性較（jiào）弱的（de）氨水作為（wéi）沉澱劑，生成氫氧化鎂沉澱。此法生成的（de）氫氧化鎂結（jié）晶度（dù）高，沉降速度快，容易對氫氧化鎂沉澱結晶過濾和洗滌（dí），易除去雜（zá）質離子，並且容易控製產品質（zhì）量。把洗滌幹淨的氫（qīng）氧化鎂脫去水分，放入煆燒爐中進行鍛（duàn）燒，生成輕質氧化鎂。將輕質氧化鎂粉（fěn）碎並用壓球機（jī）製成球形，為了增加球形的壓實密度，采取在200℃左（zuǒ）右壓製，然後將壓製球送入高（gāo）溫煆燒爐中，溫度控製在16002000℃之間重燒(死燒)，製（zhì）成高純鎂砂。

(4)鹵水-石灰石法主要反應（yīng）式為：

鹵水石灰石法是先將石灰石或白雲石煆燒成熟（shú）石（shí）灰(CaO)或白雲石熟料(MgO+CaO)，然後將熟石灰或白（bái）雲石熟料水化生成氫氧化鈣或氫氧化鈣與氫氧化鎂混合料（liào）作為（wéi）沉澱劑，並與（yǔ）鹵水進行沉澱反應，生成（chéng）氫氧化鎂沉澱，將氫氧化鎂沉澱過濾，洗滌，然（rán）後將脫水氫氧化鎂進行（háng）煆燒得（dé）氧化鎂，再將氧化鎂壓球，放（fàng）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（gāo）純鎂砂的生產過（guò）程中，提高產品的（de）純度，有（yǒu）效降低有害（hài）雜質的含量是主要的，以先製取高純度氧化鎂作為保證（zhèng），最終高純鎂（měi）砂產品更容易達到高（gāo）純的要求。

在上述用鹵水為原料生產輕質（zhì）氧化鎂的幾種（zhǒng）方法，因都在液相條件下進行反應（yīng），可通過加入（rù）沉澱劑，洗滌（dí）和化學精致等方法（fǎ）除去雜質離子，以（yǐ）保（bǎo）證堿式碳酸鎂或氫氧化鎂的純度，一（yī）旦工藝確（què）定，最終（zhōng）高純鎂砂純度可達（dá）到99.9%以上。另外用鹵水生產高純鎂砂（shā）也有許多缺點與難點，主要有生產成本過高，能源（yuán）消耗大，生產工藝複（fù）雜，有許多技術難點與設備難點。

3、噴霧熱分解（jiě）法生產（chǎn）高純鎂砂

噴霧熱分解法生產高純（chún）鎂砂生產（chǎn）原理如下。

噴（pēn）霧熱分解（jiě）煆燒（shāo）法生產高（gāo）純鎂砂的生產原理是先將鹵水進一步濃縮至一（yī）定濃度，將濃縮鹵水直接噴入到熱分解反應爐（lú）中進行熱分解，煆（duàn）燒後產（chǎn）出粗氧化鎂。因粗（cū）氧化鎂中含有未完全分（fèn）解的氯化（huà）物，可采（cǎi）用水多次洗滌的方法除（chú）去可溶性氯化物，使得粗氧化鎂完全水化生成為氫（qīng）氧（yǎng）化鎂。將過濾後的氫氧化鎂濾餅鍛燒成輕質氧（yǎng）化鎂（měi），然後壓製成球形（xíng）送入高溫鍛燒爐中重燒，最終得高純（chún）鎂砂，其純度可達99%以上。此法基本（běn）反應式如下（xià）：

生產方（fāng）法如（rú）下所（suǒ）述。

(1)鹵水的淨化與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（zá）方法可參照第3章工業氧化鎂。

將淨（jìng）化的鹵水再進行濃（nóng）縮至一定濃度，使（shǐ）鹵水中氯化鎂（měi）的濃度在550g/L。

(2)鹵水的熱分（fèn）解將濃縮的氯（lǜ）化鎂溶液（yè）直（zhí）接噴入熱反應爐中進（jìn）行熱分解，熱分解後得粗製（zhì）氧化鎂。

(3)粗製氧化鎂的水（shuǐ）解和煆燒熱分解後所（suǒ）得的粗製氧化鎂含有未分解的氯化鎂、氯化鈣和氯化鉀等一（yī）些氯化物（wù）。對粗製氧化鎂中含有的氯化物可通過（guò）用水洗滌的方法除去。因這（zhè）些氯化物都溶於水，並使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，得氫氧化鎂濾餅，再將其在（zài）煆燒爐(或轉爐)中加熱至8001000℃，氫氧化鎂生成輕質（zhì）氧化鎂。

(4)重燒得高純鎂砂將上述氧化鎂經過壓製成球形，然後放入到高溫煆燒爐(或豎窯爐)中進（jìn）行重燒，得到氧化鎂純度為99%以上，密度在3.4g/cm3以上的（de）高純鎂砂（shā）。

噴霧熱（rè）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（xìng）能好，操作過程簡單，反應一次完成，並且可連（lián）續進（jìn）行，有利於生產，生產成本較低。但此法也有缺點：因在噴霧熱分解中生（shēng）成氯化氫氣體，對設備腐蝕性大，所以對設備的要求很高（gāo）。另（lìng）外，對氯化氫的吸收和濃縮有（yǒu）很大（dà）難度（dù）;粉塵捕集等對環境造成（chéng）較大的汙染。

另外也簡單介紹一下水氯鎂石（shí）直（zhí）接鍛（duàn）燒生（shēng）產高純鎂砂，其主（zhǔ）要反應為：

此生產法采用水氯鎂石直接煆燒生（shēng）成高純鎂砂，要達到高純度，一定要對水氯鎂石原料進行（háng）淨化處理，使雜質（zhì）降低到最少。因原料含有雜（zá）質量較多，在煆燒過程中易進入產品中。

此外（wài），副（fù）產（chǎn）品（pǐn）氯化氫氣（qì）體對生產設備有嚴重的腐蝕性。這同噴霧熱分解法是（shì）相似的。

4、電熔法生產高純鎂（měi）砂的生產原理及生產方法

(1)生（shēng）產原理把采用鹵水純（chún）堿法、鹵水碳銨法、鹵水（shuǐ）氨水法和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（yě）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爐中進行電熔冶煉，最終得高純鎂砂。

(2)生產方法將輕質氧化（huà）鎂（měi）或輕燒（shāo）鎂粉，放入電熔爐中，插（chā）入電極，在控製一（yī）定的大電流、低電（diàn）壓的條件下進行電熔，電熔所得高純鎂砂的含（hán）量可達99.9%，密度可（kě）達3.5g/cm3以上。產品的質量主要決定於電流電壓的大小，以及電熔的時間長短等。