高純煙台鎂砂是（shì）指含量在99%以上(國內往往把氧化鎂含（hán）量大於98%的鎂砂稱為高純鎂（měi）砂)，體積密度大（dà）於3.4g/cm3的燒結氧化鎂。高（gāo）純鎂砂的生（shēng）產方法均（jun1）以含（hán）鎂化合物為原料，有的先製成輕質氧化鎂，經過電熔（róng）凝或重燒(死燒)製得高純鎂砂，也有的采（cǎi）用氯化鎂噴霧熱（rè）分解煆燒法生產（chǎn）高純鎂砂。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（měi）砂（shā）

首先（xiān）選取優質菱鎂礦，把菱鎂礦放入煆燒爐中進行煆燒，溫度控製在（zài）1000℃左右(煆燒爐可采用（yòng）反射（shè）爐、沸騰爐或豎窯爐（lú）)，生成輕（qīng）燒氧化鎂粉(也稱為輕燒鎂砂)，反（fǎn）應式如下（xià）：

將輕燒氧化鎂粉進行（háng）細磨，細磨可（kě）釆用雷（léi）蒙機，球磨機或高速（sù）粉碎機等。細（xì）磨（mó）到一定粒度，進行壓球。控製輕（qīng）燒粉細度是為了增（zēng）加壓球的體密度;壓球采取高壓（yā）壓球機或對輥壓球機（jī）。

將壓製成的輕燒鎂砂（shā）球放入高溫爐中進行高溫燒結，高溫鍛燒爐的（de）爐溫控製在16002000℃左右。在高溫煆燒過程中，隨著溫（wēn）度升高，氧化鎂（měi）體積逐漸（jiàn）收縮，密度增加，氧化鎂晶體發育（yù）長大，其（qí）組織結構越來越致（zhì）密，鍛燒完成後氧化鎂的體積密（mì）度可達3.4g/cm3以上。

目前國內采用此法生產高純（chún）鎂砂的質量還不夠理想，氧化鎂含量更高隻能達（dá）到98%左右，要使氧（yǎng）化鎂含量達到99%以上（shàng）比較困難。因天然菱（líng）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（xiē）雜質（zhì）從固相混合物中分離，因而要（yào）使高純鎂砂的純度進（jìn）一步提高，存在著很多技術性（xìng）問題（tí），解決這些技術性因素將在生（shēng）產（chǎn）中提高生產成本。

2、鹵水生（shēng）產高純鎂砂的生產方法

用鹵水生產高純鎂砂，首先需要生產輕質氧化鎂。生產輕質氧化鎂（měi）的方法有鹵水碳銨法，鹵水純堿（jiǎn）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（shì）先將商（shāng）水淨化，再（zài）以碳酸氫銨作（zuò）沉澱劑(碳酸氫銨價廉易得，沉澱效率高)進行反應，反應溫度控（kòng）製在3550℃之（zhī）間，生成堿式（shì）碳酸鎂沉（chén）澱，沉澱經洗滌、脫水、鍛燒(溫度控製在800900℃左右)等步驟（zhòu），製得輕質氧化鎂。將製得（dé）輕質氧化鎂進行粉碎，並把輕質氧化鎂壓製成球形入（rù）高溫煆燒爐重燒，爐內溫度控製在（zài）16002000℃，氧化鎂物料（liào）在爐內停留46h，得高純（chún）鎂砂。

(2)鹵水-純堿法主要反應式：

鹵水-純（chún）堿法是（shì）將淨化的鹵水與沉澱（diàn）劑（jì）碳酸鈉進行反應，反應溫度控製在3550℃，生成（chéng）堿式碳酸鎂沉澱，然後對堿式碳酸鎂沉澱進行洗滌、脫水，將脫盡水的堿式碳酸鎂放入煆燒爐中進行鍛燒（shāo），煆燒溫度控製在900℃左右，得輕質氧化鎂。將輕質氧化鎂粉（fěn）碎，並用壓球機壓製成球形，然（rán）後入高溫鍛燒（shāo）爐進行重燒，重燒溫（wēn）度控製在16002000℃之（zhī）間，氧化鎂物料在爐（lú）內停留46h，得高純鎂砂。

(3)鹵水-氨法主要反應式：

鹵水（shuǐ）-氨法是采用淨化的（de）鹵水加入堿性較弱的氨（ān）水作為（wéi）沉澱劑，生成氫氧化鎂沉澱。此法生成的氫氧化鎂結晶度高（gāo），沉降（jiàng）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（bìng）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（shāo），生成輕質氧化鎂。將輕質（zhì）氧化鎂粉碎並用壓球機製成（chéng）球形，為了增加球形的壓實（shí）密度，采取在200℃左右壓製，然後（hòu）將壓製球送入高溫煆燒爐中，溫度控製在16002000℃之間重（chóng）燒(死燒)，製成高純鎂砂（shā）。

(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雲（yún）石煆（duàn）燒成熟石灰(CaO)或白雲石熟料(MgO+CaO)，然後將熟石灰或白雲石熟（shú）料水化生成氫氧化鈣或氫氧化鈣與氫氧化鎂混合料作為沉澱劑，並（bìng）與鹵水進行沉澱反應，生成氫氧化（huà）鎂沉澱，將氫氧化鎂沉澱過濾，洗滌，然後將脫水氫氧化鎂進行煆燒得氧化鎂，再將氧化鎂壓球，放入高（gāo）溫煆燒爐進行重（chóng）燒，溫度控製在16002000℃，最終得高純鎂砂。

在高純（chún）鎂砂的生產過程中，提高產品的純度，有（yǒu）效降低有害雜質的含量是主要的，以先（xiān）製取高（gāo）純度氧化鎂作為保證，最終高純鎂砂（shā）產（chǎn）品（pǐn）更容易達到高純的要求。

在上述（shù）用鹵（lǔ）水為原料生產輕質氧化鎂（měi）的幾（jǐ）種方（fāng）法，因都在液相條（tiáo）件下（xià）進行反應，可通（tōng）過加入沉澱劑（jì），洗（xǐ）滌和化（huà）學精致等方法除去雜質離子，以保證（zhèng）堿式（shì）碳酸（suān）鎂或氫（qīng）氧化鎂的純度，一旦工藝確定，最終（zhōng）高（gāo）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（shā）也有許（xǔ）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，有許多技術難點與設備難（nán）點。

3、噴（pēn）霧熱（rè）分解法生產高純鎂砂

噴霧熱分解法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一步濃縮至一定濃度，將濃縮鹵水直接噴（pēn）入到熱分解反應爐中進行熱分解，煆燒後（hòu）產出粗（cū）氧化鎂。因粗氧化鎂中含有未完全分解的氯（lǜ）化物，可采（cǎi）用水多次洗滌的方法除去可溶性氯（lǜ）化物，使得粗氧化鎂完全水化生成為氫氧化鎂（měi）。將（jiāng）過濾後（hòu）的（de）氫氧化鎂濾（lǜ）餅鍛燒成輕（qīng）質氧化鎂，然後壓製成球形送入高溫鍛（duàn）燒爐中重燒，最終得高純鎂（měi）砂，其純度可達99%以上。此法（fǎ）基本反（fǎn）應式如（rú）下（xià）：

生產方法如下所述。

(1)鹵水的淨化與濃縮鹵（lǔ）水（shuǐ）的淨化主要采（cǎi）用相應的措施除（chú）去（qù）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。

將淨化（huà）的鹵水再進（jìn）行濃縮至一（yī）定濃度，使鹵水中氯（lǜ）化（huà）鎂的濃度在（zài）550g/L。

(2)鹵水的熱分解將濃（nóng）縮的氯化鎂溶液（yè）直接噴入熱反應爐中進行熱分解，熱分解（jiě）後得粗製氧化鎂。

(3)粗製氧化鎂的水解和煆燒（shāo）熱分解後所得的粗製（zhì）氧化鎂含有未分解的氯化鎂、氯化鈣和氯化鉀（jiǎ）等（děng）一些氯化物。對粗（cū）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（xiē）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（měi）經過濾、脫水，得氫氧化鎂濾（lǜ）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鎂。

(4)重燒得高純鎂砂將上述氧化鎂經（jīng）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（měi）砂有一定的優點（diǎn）。如熱分（fèn）解時間短（duǎn），粉體燒結性能好，操作過程簡單，反應一次完成，並且可連續進行，有利於生產，生（shēng）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（qīng）氣體，對設備腐蝕（shí）性大（dà），所以（yǐ）對設備的要求很高。另外，對氯化氫的吸收（shōu）和濃縮有很大難度;粉塵捕集等對環境（jìng）造成較大的汙染。

另外也簡單介紹一下水氯鎂石直接鍛燒生產高（gāo）純鎂砂，其主要反應為：

此生產法采用水氯鎂石直接煆燒生成高純鎂砂（shā），要達到高純度（dù），一定要對水氯鎂石原料進行淨化處理，使雜質降低到最少。因原（yuán）料含有雜質量較多，在煆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性。這同噴霧熱分解法是相（xiàng）似的。

4、電熔法生產高純鎂砂的生產原理及生產方法

(1)生產原理把采用鹵水純堿法、鹵水碳（tàn）銨法、鹵水氨水法（fǎ）和鹵水石灰法生產（chǎn）出的輕質氧化鎂，放入電熔爐中進行（háng）電熔（róng）冶煉，得高純（chún）鎂砂。也可采用菱鎂礦經輕燒製成輕燒鎂，然（rán）後把輕燒鎂放入（rù）電熔爐中進行電熔冶煉，最終得高純鎂砂。

(2)生（shēng）產（chǎn）方法將輕質氧化（huà）鎂（měi）或輕燒鎂粉，放入電熔爐中，插入電極，在（zài）控製一定（dìng）的大電流、低電（diàn）壓的條件下進行（háng）電熔（róng），電熔所得（dé）高純鎂砂的含量可達99.9%，密度可達（dá）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。