高純濰坊（fāng）鎂砂是指含（hán）量在99%以上(國內往往把氧化鎂含量大於98%的鎂砂稱（chēng）為高（gāo）純鎂（měi）砂)，體積（jī）密度大於（yú）3.4g/cm3的燒結氧（yǎng）化鎂。高純鎂砂的生產方法均以含鎂化（huà）合物為原料，有的先（xiān）製（zhì）成輕質氧化鎂，經過電熔凝（níng）或重燒(死燒)製得高純鎂砂，也有的采用（yòng）氯化鎂噴霧熱分解煆（duàn）燒法生產高純鎂砂。以下（xià）是常用的4種方法的（de）工藝及原理：

1、菱鎂礦生產（chǎn）高（gāo）純（chún）鎂砂

首先（xiān）選取優質菱鎂礦，把菱鎂礦（kuàng）放入煆（duàn）燒爐中（zhōng）進行煆燒，溫度控製在1000℃左右(煆燒（shāo）爐可采用反射爐、沸（fèi）騰爐或豎窯爐（lú）)，生成輕燒氧化鎂粉(也稱為輕燒鎂砂)，反應（yīng）式如下：

將輕燒氧化鎂粉進行細磨，細磨可釆用雷蒙（méng）機，球磨機或高速（sù）粉碎機等。細磨到一（yī）定（dìng）粒度，進行壓球。控製（zhì）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（jī）。

將壓製（zhì）成的輕燒鎂砂球放入高溫爐中進行高（gāo）溫燒結，高溫鍛燒爐的爐溫（wēn）控製在16002000℃左右（yòu）。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，氧化鎂晶體發育長大，其組織結構越來越致密，鍛（duàn）燒完成後（hòu）氧化鎂的體積密（mì）度可達3.4g/cm3以上。

目前國內采用此法生產高純鎂砂（shā）的質量還不夠（gòu）理想，氧化鎂含量（liàng）更高隻能達到98%左右，要使氧（yǎng）化鎂含量達到99%以上比（bǐ）較困難。因天然菱鎂礦煆燒成的高純鎂砂中含有CaO，SiO2，Fe，B等雜質，很難把這些雜質從固相混合物中分離，因而（ér）要使高純鎂（měi）砂的純度進一步提高，存在著很多技術性問題，解（jiě）決這些技（jì）術性因素將（jiāng）在生產中提高生產成本。

2、鹵水生產高純鎂砂（shā）的生產方法

用鹵（lǔ）水生產高純鎂砂，首先需要生產輕質氧化鎂。生產輕質氧化鎂的方法有鹵水碳銨法，鹵水純（chún）堿法，鹵水石灰法和鹵水（shuǐ）氨法等。

(1)鹵水碳銨法主要反（fǎn）應式：

鹵水碳銨法是先（xiān）將商水淨化，再以碳酸氫銨作沉澱劑(碳酸氫銨價廉易得，沉澱效率高)進行反應（yīng），反應溫度控製在3550℃之間，生成堿式碳（tàn）酸（suān）鎂沉澱，沉澱經洗滌（dí）、脫水、鍛（duàn）燒(溫度控製在（zài）800900℃左右)等步驟，製得輕質氧化鎂。將製得輕質氧化鎂進行粉碎，並把輕質氧（yǎng）化鎂壓製成球形入高溫煆燒爐重燒，爐內溫度（dù）控製在16002000℃，氧化鎂（měi）物料在爐內停留46h，得高純鎂砂。

(2)鹵（lǔ）水-純堿法主要反應式（shì）：

鹵水-純堿法是將淨（jìng）化的鹵水與沉（chén）澱劑碳（tàn）酸鈉進行（háng）反應，反應溫度控製在3550℃，生成堿（jiǎn）式碳（tàn）酸鎂沉澱，然後對堿式碳酸鎂沉澱進行洗滌、脫水，將脫盡水的堿式碳（tàn）酸鎂放入煆燒（shāo）爐中進行鍛燒，煆（duàn）燒溫度控製在900℃左右，得輕質氧化鎂。將輕質氧化鎂粉碎，並用壓球機壓製成球形（xíng），然後入高溫鍛燒（shāo）爐（lú）進行重燒，重燒溫度控製在16002000℃之間，氧化鎂物料在爐內停留46h，得（dé）高純鎂砂。

(3)鹵水-氨法主要反應式：

鹵水（shuǐ）-氨法是采用淨化的鹵水加入堿性較弱的氨水作為沉澱劑，生成氫氧化鎂沉澱（diàn）。此法（fǎ）生成的氫氧化鎂結晶度高，沉降速度快，容易（yì）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（tuō）去水分，放入煆燒爐中進行鍛燒，生成輕質氧化鎂。將（jiāng）輕質氧化鎂粉碎並用壓球機製成球形（xíng），為了增加球形的壓實密度（dù），采取在200℃左右壓製，然後將壓（yā）製球送入高溫煆（duàn）燒爐中，溫（wēn）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或白（bái）雲石煆燒成熟（shú）石灰(CaO)或白雲石熟料(MgO+CaO)，然後將熟石灰或白雲石熟料水化生成氫氧化鈣或氫氧化鈣與氫氧化（huà）鎂混合（hé）料作為沉澱劑，並與鹵水進行沉澱反應，生成氫氧化鎂沉澱（diàn），將氫氧化鎂沉（chén）澱過濾，洗滌，然後將脫水氫氧化鎂進（jìn）行（háng）煆燒得氧化鎂，再（zài）將氧化鎂壓球，放入高溫煆燒爐（lú）進行重燒，溫度控（kòng）製在16002000℃，最終得高純（chún）鎂砂。

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

在上述用鹵水（shuǐ）為原料生產輕質（zhì）氧化鎂（měi）的幾種方法，因（yīn）都在液相條件（jiàn）下進行（háng）反應，可（kě）通過加入沉澱劑，洗滌和化學精致（zhì）等方法除去雜質離子（zǐ），以保證堿式碳酸鎂或氫氧化鎂的純度，一旦工藝確定（dìng），最終高（gāo）純鎂砂（shā）純度可達到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（dà），生產工藝複雜（zá），有許多技術難點與設備難點。

3、噴霧熱分解法生產高純鎂（měi）砂

噴霧熱分（fèn）解法生產高純鎂砂生產原（yuán）理如下。

噴霧熱分解煆燒法生產高純（chún）鎂砂（shā）的（de）生產原理（lǐ）是（shì）先將鹵（lǔ）水進一步濃縮至一定（dìng）濃度，將濃縮鹵水直接噴入到熱分解反應爐中進行熱分解，煆燒（shāo）後產出粗氧化（huà）鎂。因粗氧化鎂（měi）中（zhōng）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，使得粗氧化鎂完全水化（huà）生成為氫氧化鎂。將過（guò）濾後的氫氧化鎂濾餅（bǐng）鍛燒成輕質（zhì）氧化鎂，然後（hòu）壓製成（chéng）球（qiú）形送入（rù）高溫鍛燒爐中（zhōng）重燒（shāo），最終得高純鎂砂，其純度可（kě）達99%以上。此法基本反應式如下：

生產方（fāng）法如下所述。

(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，除雜方法可參照第3章工業氧化鎂。

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

(2)鹵水的（de）熱分解將濃縮的氯化鎂溶液直接噴入熱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）鎂的水解和煆燒熱分（fèn）解後（hòu）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）等一些氯化物。對粗製氧化鎂中含有的氯化物可通過用水洗滌的方法除去。因這些氯化物都（dōu）溶於水，並使得粗製氧化鎂全（quán）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（huà）鎂。

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

噴霧熱分解法生產高純鎂砂（shā）有一定的優點（diǎn）。如熱分解時間短，粉體燒（shāo）結性能好（hǎo），操作過（guò）程簡單，反應一次完成，並且可連續進行，有利於生（shēng）產，生產（chǎn）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體，對設備腐蝕性大，所以對設備（bèi）的要求很高。另外，對氯（lǜ）化氫的吸收（shōu）和濃縮（suō）有很大難度;粉（fěn）塵（chén）捕集等對環境造成較大的汙染。

另外也（yě）簡單（dān）介紹一下（xià）水氯鎂石直接鍛燒（shāo）生產高純（chún）鎂砂，其主要反應為：

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

此外，副產品氯（lǜ）化氫氣體對生產設備有嚴重的腐蝕性。這同噴霧（wù）熱（rè）分解法是相似的。

4、電熔法生產高純鎂砂的生產原（yuán）理及生產方法

(1)生產原理把采用鹵水（shuǐ）純堿法、鹵水碳銨法、鹵水氨水（shuǐ）法和鹵水（shuǐ）石（shí）灰法生產出的輕質（zhì）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（shāo）鎂（měi），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（fǎ）將輕（qīng）質氧化鎂或輕燒鎂粉（fěn），放入電熔爐中，插入電極，在控製一定的大電流、低電壓的條件（jiàn）下（xià）進（jìn）行電熔（róng），電熔所得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（jué）定於電流電壓的大小（xiǎo），以及電熔的時間長短等。