高純（chún）泰安鎂砂是指含量在99%以上(國內往（wǎng）往把（bǎ）氧化鎂含量大於98%的鎂砂稱（chēng）為高純鎂（měi）砂（shā）)，體積密度大於3.4g/cm3的燒結氧化鎂。高純鎂砂的（de）生產方法均以含鎂化（huà）合物為原料，有的先製成輕質氧化鎂（měi），經過（guò）電（diàn）熔凝或重燒(死燒)製得高純鎂砂，也有的采用氯化（huà）鎂噴霧熱分解煆燒法生產高純鎂（měi）砂。以下是常用的4種方法（fǎ）的工（gōng）藝及原理：

1、菱鎂礦生產高純鎂砂

首先選取優質菱鎂礦，把菱鎂礦放入煆（duàn）燒爐中進行煆燒，溫度控製（zhì）在1000℃左右(煆（duàn）燒爐（lú）可采用反射爐、沸騰（téng）爐或（huò）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（xì）磨可釆用雷蒙機，球磨機或高速粉碎（suì）機等。細磨到一定（dìng）粒度，進行壓球。控製輕燒粉細度（dù）是為了增加（jiā）壓（yā）球的體密度;壓球采取高壓壓球機或對（duì）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（wēn）控製在16002000℃左右。在高溫煆燒過程中，隨（suí）著溫度升高，氧化鎂體積逐漸收縮，密（mì）度增加，氧化鎂晶體發育長大，其組織結構（gòu）越來越致密，鍛燒完成後氧化鎂的體積密度可達（dá）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理想，氧化鎂（měi）含量更高隻能達（dá）到98%左右，要使氧化鎂含量（liàng）達到99%以（yǐ）上比較困難。因天然（rán）菱鎂礦煆燒成的高純鎂砂中含（hán）有CaO，SiO2，Fe，B等雜質，很（hěn）難把這些雜質（zhì）從固相（xiàng）混合物中分離（lí），因而要使（shǐ）高純鎂砂的純度進一步提高，存在著很（hěn）多技術性問題，解決這些技術性因素將在生產中提高（gāo）生產成本。

2、鹵水生產高純鎂砂的生產（chǎn）方法

用鹵（lǔ）水生產高純鎂砂，首先（xiān）需要生產輕質氧化鎂。生產輕（qīng）質氧化鎂的（de）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（lǔ）水碳銨法是先將商水淨化，再以碳酸氫銨作沉（chén）澱劑(碳酸（suān）氫銨價廉（lián）易得，沉澱效率高)進行反應，反應溫度（dù）控製在3550℃之間，生（shēng）成堿式碳（tàn）酸鎂沉澱，沉澱經洗（xǐ）滌、脫（tuō）水、鍛燒(溫度控製在800900℃左右)等步（bù）驟，製得輕（qīng）質（zhì）氧化鎂。將製得輕質氧化鎂進行粉碎，並把輕（qīng）質氧化鎂壓製成（chéng）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（shuǐ）-純堿法主要反應式：

鹵水-純堿法是（shì）將淨化（huà）的鹵水與沉澱（diàn）劑碳酸鈉進行反應，反（fǎn）應溫（wēn）度控製在3550℃，生成堿式碳酸鎂沉澱，然後對（duì）堿式（shì）碳酸鎂沉澱進行洗滌、脫（tuō）水，將（jiāng）脫盡水的堿式碳酸鎂放入煆燒爐中進行鍛燒，煆燒溫度控製在900℃左右，得輕質氧化鎂。將（jiāng）輕質氧化（huà）鎂粉碎，並用壓球機壓製成球形（xíng），然後入高溫鍛燒爐進行重燒，重燒溫度控製在（zài）16002000℃之間，氧化（huà）鎂物料在爐內停留46h，得高純鎂砂。

(3)鹵水-氨法主要（yào）反（fǎn）應式：

鹵水-氨法是采用淨化（huà）的鹵水加入（rù）堿性較弱的（de）氨水作為沉澱劑，生成氫氧化鎂沉澱。此法生成的氫氧化鎂（měi）結晶度高，沉（chén）降速度快，容易對氫氧化鎂沉澱結晶過（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（jìng）的氫氧化鎂脫去（qù）水分，放入煆燒（shāo）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製成球形，為了增加（jiā）球（qiú）形的壓實密度，采取在（zài）200℃左右壓製，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灰(CaO)或白雲石熟料(MgO+CaO)，然後將（jiāng）熟（shú）石灰或白雲石熟料（liào）水化生成氫氧化（huà）鈣或氫氧化鈣與氫氧化鎂混（hún）合料作為沉澱劑（jì），並（bìng）與鹵水進行沉澱反應，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（shuǐ）氫氧化鎂進行煆燒得氧化鎂，再將氧化鎂壓球（qiú），放（fàng）入高溫煆燒爐進行重燒，溫度控（kòng）製在16002000℃，最終得高純鎂砂。

在高純鎂砂的生產過程中，提高產品的純度，有效降低有害雜質的含量（liàng）是主要的，以先（xiān）製取高純度氧化鎂（měi）作為保證，最終高純鎂（měi）砂產品更容易達到高純的要求。

在（zài）上述用（yòng）鹵水為原料生產輕質氧（yǎng）化鎂的幾種方法，因都在液相條件下進行反應，可通過加入沉澱劑（jì），洗滌和化（huà）學（xué）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（yì）確定，最終高純鎂砂純（chún）度可（kě）達到99.9%以上。另外用鹵水生產高純鎂砂也有許多缺點與難點，主要有生（shēng）產成本過高，能源消耗大，生產（chǎn）工（gōng）藝複（fù）雜，有許多（duō）技術難點（diǎn）與（yǔ）設備難點。

3、噴霧熱分解法生產高純鎂砂

噴霧熱分解法（fǎ）生產高純鎂砂生產原理如下。

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（jìn）一步濃縮至一定濃度，將濃縮鹵水直（zhí）接噴入到（dào）熱分解反應爐中進（jìn）行（háng）熱分解，煆燒（shāo）後產出（chū）粗氧化鎂。因粗氧化鎂中含有未（wèi）完全分解的氯化物（wù），可采用水多次洗滌的（de）方法（fǎ）除去可溶性氯化物，使得粗氧化鎂完（wán）全水化（huà）生成為（wéi）氫氧化鎂。將過濾後的氫氧化鎂濾餅鍛燒成輕質氧化鎂，然（rán）後壓製成球形送入高溫鍛燒爐中重燒，最終得（dé）高純鎂砂，其純度可達99%以上。此法基本反應式如下：

生產方（fāng）法如下所述（shù）。

(1)鹵水的淨化與濃縮鹵（lǔ）水的淨化主要采用相應的措（cuò）施除（chú）去在鹵水中（zhōng）的Fe2+、Na+、Ca2+、SO42-等雜質離子，除雜方法可參照第3章（zhāng）工業氧化鎂。

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

(2)鹵水的（de）熱（rè）分解將濃縮的（de）氯化鎂溶液直接（jiē）噴入熱反應爐中進（jìn）行熱分解，熱分解後得粗製氧化鎂。

(3)粗製氧化鎂的水（shuǐ）解和煆燒熱分解後所得（dé）的（de）粗製氧化鎂含有未分解的氯化鎂、氯化鈣和氯化鉀等一些氯化物。對粗製氧化鎂中含有的氯化物可通（tōng）過用水洗滌的方（fāng）法除去。因這些（xiē）氯化物都溶於水，並使得粗（cū）製氧化鎂全部水解，生成氫（qīng）氧化（huà）鎂。氫（qīng）氧化鎂經過濾、脫水，得（dé）氫氧化鎂濾餅，再將其（qí）在煆（duàn）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)中進行重燒，得到（dào）氧化鎂純度（dù）為99%以上，密度在3.4g/cm3以（yǐ）上的（de）高純鎂砂。

噴霧熱（rè）分解（jiě）法生（shēng）產高純鎂砂有一定的優點。如熱分（fèn）解時間（jiān）短，粉體燒結性能好，操作過程簡單，反應一次完成，並且可連續（xù）進行，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成氯化氫氣（qì）體，對（duì）設（shè）備（bèi）腐（fǔ）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;粉塵捕集等（děng）對（duì）環境造成較大的汙染。

另（lìng）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（zhǔ）要反應為：

此（cǐ）生產法采用水氯（lǜ）鎂石直接煆燒生成高純鎂砂，要達到高（gāo）純度，一定要對水氯鎂（měi）石原料進行淨化處理，使雜質降低到最少。因原料含有（yǒu）雜質量較多，在煆燒過程中易進入產品中。

此外，副產（chǎn）品（pǐn）氯化氫氣體對生產設備有嚴重的腐蝕性。這同噴霧熱分解法是相似的。

4、電熔法生產高純鎂砂的生產（chǎn）原理及生產方法

(1)生產原理把采用鹵水純堿法、鹵水碳銨法、鹵水（shuǐ）氨水法和鹵（lǔ）水石灰法生產出的（de）輕質氧化鎂，放入電熔爐中進行電熔冶煉，得高純鎂砂。也可采用菱鎂礦（kuàng）經輕燒（shāo）製成輕燒鎂，然後把輕燒鎂放（fàng）入電熔爐中進行電熔冶煉，最終得高純（chún）鎂砂。

(2)生產方（fāng）法將輕質氧（yǎng）化鎂或輕燒鎂（měi）粉，放入電熔爐中，插（chā）入電極，在控製一定的大電流、低電壓的條件（jiàn）下進行（háng）電熔（róng），電熔所得（dé）高純鎂砂的含量可達99.9%，密度可達3.5g/cm3以上。產品的質量主要決定於電流電壓的大小（xiǎo），以及電熔的時間長短等。