高純（chún）威海（hǎi）鎂砂是指含量在99%以上(國內往往把氧化鎂含量大（dà）於98%的鎂砂稱為高純（chún）鎂（měi）砂)，體積密（mì）度大於3.4g/cm3的燒結氧化鎂。高純鎂砂（shā）的生產方法均（jun1）以含鎂化合物為原料，有（yǒu）的先製成輕質（zhì）氧化鎂，經過電（diàn）熔凝或重（chóng）燒(死燒)製得高純鎂砂，也有的采用氯化鎂噴霧熱分解煆燒法生產高純鎂砂（shā）。以下是常用的4種方法（fǎ）的工藝及原理：

1、菱鎂礦生產高（gāo）純鎂砂

首先選取優質菱鎂礦，把菱鎂礦放（fàng）入煆（duàn）燒爐中進行煆燒，溫度控（kòng）製在1000℃左右(煆燒爐可采用反射爐、沸騰爐或（huò）豎窯爐)，生成輕（qīng）燒氧化鎂粉(也稱為輕燒鎂（měi）砂)，反應式如下（xià）：

將輕燒氧（yǎng）化鎂粉進行細（xì）磨，細磨可釆（biǎn）用雷蒙機，球磨機或高（gāo）速（sù）粉（fěn）碎機等（děng）。細磨到一定粒度，進行壓球。控製輕燒粉細（xì）度是為了增加壓球的體（tǐ）密（mì）度;壓球采取高壓壓（yā）球機或對輥壓（yā）球機。

將壓製成的輕燒鎂砂球放入高溫爐中進行高溫燒（shāo）結（jié），高溫鍛燒爐的爐溫（wēn）控（kòng）製在（zài）16002000℃左右。在高溫煆（duàn）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（tǐ）發育長大，其組織結構越來（lái）越致密，鍛（duàn）燒完成後氧化鎂的（de）體積密度可達3.4g/cm3以上（shàng）。

目前國（guó）內采用此法生產高（gāo）純鎂砂的（de）質量（liàng）還不夠理想（xiǎng），氧化鎂含（hán）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。因天然菱鎂礦煆燒成的高純鎂砂中含有CaO，SiO2，Fe，B等（děng）雜質，很難把這些雜質從固相混合物中（zhōng）分離，因而要使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（yīn）素將在生產中提（tí）高生產成本（běn）。

2、鹵水生產高純鎂砂的生產方法

用鹵水生產高純鎂砂，首（shǒu）先需（xū）要生產輕質氧化鎂。生產（chǎn）輕質氧化（huà）鎂的方法有鹵水碳銨法，鹵水純堿法，鹵水石灰（huī）法和鹵水氨法等。

(1)鹵水（shuǐ）碳銨法主要反應式：

鹵水（shuǐ）碳銨法是先將商水淨化，再以碳酸氫（qīng）銨作沉澱劑(碳酸氫（qīng）銨價廉易（yì）得，沉澱（diàn）效率高)進行反應，反應溫（wēn）度控（kòng）製在3550℃之間，生成堿式碳酸鎂沉澱，沉澱經洗滌、脫水、鍛燒(溫度（dù）控（kòng）製（zhì）在800900℃左右)等步驟，製得輕（qīng）質氧化鎂。將製得輕質氧化鎂進行（háng）粉碎，並把輕質氧化鎂壓製成球形入高溫（wēn）煆（duàn）燒爐重（chóng）燒，爐內（nèi）溫度控製在16002000℃，氧化鎂物料在爐內停留46h，得高純鎂砂。

(2)鹵（lǔ）水-純堿法主要反應式：

鹵水-純堿法是將（jiāng）淨化的鹵水（shuǐ）與沉（chén）澱劑碳酸鈉進行（háng）反應，反應溫度控製在（zài）3550℃，生成堿式碳酸鎂沉澱，然（rán）後對堿式碳酸鎂沉澱進行洗滌（dí）、脫水，將脫盡水的堿式碳酸鎂放入煆燒爐中進行鍛燒，煆燒溫（wēn）度控製在（zài）900℃左（zuǒ）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，然後入（rù）高溫（wēn）鍛燒爐進行重燒，重燒溫度控製在16002000℃之間，氧化鎂物料在爐（lú）內停留46h，得高（gāo）純鎂砂。

(3)鹵水-氨法主要反應式（shì）：

鹵水-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。此法生成的氫（qīng）氧化鎂結晶度（dù）高，沉降速度快，容易對氫氧化鎂沉澱結晶過濾和洗滌，易除去雜質離子，並且容易控製產品（pǐn）質量（liàng）。把洗滌幹淨的氫氧化鎂（měi）脫去水分，放入煆（duàn）燒（shāo）爐中進行鍛燒，生成輕質氧（yǎng）化鎂。將輕質氧（yǎng）化鎂粉碎並用壓球機製成球形，為了增加球形的壓實密度，采取在200℃左右壓製，然後將壓製球送入高溫（wēn）煆燒爐中，溫度控製在16002000℃之間重燒（shāo）(死（sǐ）燒)，製成高純鎂砂（shā）。

(4)鹵水-石灰石（shí）法主要（yào）反應式為：

鹵水石（shí）灰石法是先將石灰石或白（bái）雲石煆燒成熟石灰(CaO)或（huò）白雲石（shí）熟料(MgO+CaO)，然後將熟石灰或白雲石熟料水化生成（chéng）氫氧化鈣（gài）或氫氧化鈣（gài）與氫氧化鎂混合料作為沉澱劑，並與鹵（lǔ）水進行（háng）沉澱反應，生（shēng）成氫氧化鎂沉澱，將氫氧化鎂沉澱過濾，洗滌，然（rán）後（hòu）將（jiāng）脫水氫氧化鎂進行（háng）煆燒得氧化鎂，再將氧化鎂壓球（qiú），放入高溫煆（duàn）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（de）生產過程中，提高產品（pǐn）的純度，有效降低有害雜質的含量是主（zhǔ）要的，以先（xiān）製取高純度氧化鎂作為（wéi）保證，最終高純鎂砂產品更（gèng）容易達到高純的要求。

在上（shàng）述用鹵（lǔ）水為原料生產輕（qīng）質氧化鎂的幾種方法，因都（dōu）在液相條件下進（jìn）行反（fǎn）應，可通過加入沉澱劑，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，最終（zhōng）高純鎂砂純度可達到99.9%以上。另外用（yòng）鹵水生（shēng）產高純鎂砂也有許多缺點與難點，主要有生產成本過（guò）高，能源消耗大，生產工藝複雜，有（yǒu）許多技術難點與設（shè）備（bèi）難點。

3、噴霧熱分解（jiě）法生產高純鎂砂

噴霧熱分解（jiě）法生產高純鎂砂生產原理如下。

噴霧熱分解煆燒（shāo）法生產高純鎂砂的生產原理是先（xiān）將（jiāng）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）熱分解反應爐中進行熱分解，煆燒（shāo）後產（chǎn）出（chū）粗氧化（huà）鎂。因粗氧化鎂中含（hán）有未完全分解的氯化物（wù），可采用水多次洗滌的方法除去可溶性氯化物，使得（dé）粗氧化鎂完全水化生成為氫氧化鎂。將過濾後（hòu）的氫氧化鎂濾餅鍛燒成輕質氧（yǎng）化（huà）鎂，然後壓製（zhì）成球形（xíng）送（sòng）入高溫鍛（duàn）燒爐中重燒，最終得高純鎂砂，其純度可達99%以上。此法基本反應式（shì）如下：

生產方法如下（xià）所述。

(1)鹵水的淨化與濃（nóng）縮鹵水的（de）淨化主要采用相應（yīng）的措施除去（qù）在鹵水中的Fe2+、Na+、Ca2+、SO42-等雜質離子（zǐ），除雜方法可參照第3章工業氧化鎂。

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

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

(3)粗製氧化鎂的水解和煆燒熱分解後所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些氯化物。對粗製氧化鎂中含有的氯化物（wù）可通過用水洗滌的方法除去。因這些氯化物都溶於水，並使得粗製氧（yǎng）化鎂全部水解，生成氫氧（yǎng）化鎂。氫氧化鎂經過濾、脫水，得氫氧化鎂（měi）濾餅（bǐng），再將其在煆燒爐(或轉爐)中加熱至8001000℃，氫（qīng）氧化鎂生成輕質氧化鎂。

(4)重燒得高純鎂（měi）砂（shā）將上述氧化鎂經過壓製（zhì）成（chéng）球形，然後放入到高溫煆燒爐(或豎（shù）窯爐)中進行重燒，得（dé）到氧化鎂純度為99%以上，密度在3.4g/cm3以上的高純鎂（měi）砂。

噴霧熱分（fèn）解法生產高純鎂（měi）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（yīng）一次（cì）完成，並且可連續進行，有利於生產（chǎn），生產成本較低。但（dàn）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（xìng）大，所以對設備的要求很高。另外，對氯化氫的（de）吸收和濃縮（suō）有很大（dà）難度;粉塵捕（bǔ）集（jí）等對環（huán）境造成較大的汙（wū）染（rǎn）。

另外也簡單介紹一下水氯鎂（měi）石直接鍛燒生產高純鎂砂，其主要反（fǎn）應為：

此生產（chǎn）法采用水氯鎂石直接煆（duàn）燒生成高純鎂砂，要達到高純度，一定要對水氯鎂石原料進行淨化處理，使雜質降低到最（zuì）少。因原料含有雜質量（liàng）較（jiào）多，在煆（duàn）燒過程中易進入產品中。

此外，副產品氯化氫氣體對生產設備有嚴重的腐蝕（shí）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原理及生產方法

(1)生產原理（lǐ）把（bǎ）采用鹵水純（chún）堿法（fǎ）、鹵水碳銨法、鹵水氨水法和鹵水石（shí）灰（huī）法（fǎ）生產出的輕質氧化鎂，放入（rù）電熔爐（lú）中進行電熔冶煉，得高純鎂（měi）砂（shā）。也可（kě）采（cǎi）用菱鎂礦經輕燒製成（chéng）輕燒鎂，然後把輕燒（shāo）鎂放入電熔爐中進行電熔冶煉，最終（zhōng）得高純鎂砂。

(2)生產方法將輕質氧化鎂或輕燒鎂粉，放入電熔爐中，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（dà）小，以及電熔的（de）時間長短等。