高純宜昌鎂砂（shā）是（shì）指含量在99%以上(國內往往把氧化鎂含量大於98%的鎂（měi）砂稱為高純鎂砂（shā）)，體（tǐ）積密度大於3.4g/cm3的燒（shāo）結氧化鎂。高純鎂砂的生產方法均以含鎂化（huà）合物為原料，有的先製成輕質（zhì）氧化鎂，經過電熔（róng）凝或（huò）重燒(死燒)製得高純鎂砂，也有的采用氯化鎂噴霧（wù）熱分解（jiě）煆燒法生產高純鎂砂。以下是常用的4種方（fāng）法的（de）工藝及原理：
1、菱鎂礦生產高純（chún）鎂砂
首先選取優質菱鎂礦，把菱鎂礦放入煆燒爐中進行煆燒，溫度控製在1000℃左右(煆燒爐可（kě）采用反射爐、沸騰（téng）爐或豎窯爐)，生（shēng）成（chéng）輕燒氧（yǎng）化鎂粉(也稱（chēng）為輕燒鎂砂)，反應式如下：
將（jiāng）輕燒氧化鎂粉進行細（xì）磨，細磨可釆用雷蒙機，球磨機或高速粉碎機等（děng）。細磨到一（yī）定粒度，進行壓球。控製輕燒粉細（xì）度是為了增加壓球的體密度;壓球（qiú）采取高壓壓球機或對輥壓球機。
將壓製成（chéng）的輕燒鎂砂（shā）球放入高溫爐中進行高溫燒結，高溫鍛（duàn）燒（shāo）爐（lú）的爐溫控製在16002000℃左右。在高溫煆（duàn）燒過程中（zhōng），隨著溫度升（shēng）高，氧化鎂體（tǐ）積逐漸收縮，密度增加，氧化鎂晶體發育長大，其（qí）組織結構越來越致密，鍛燒（shāo）完成後氧化鎂的體積（jī）密度可達（dá）3.4g/cm3以上。
目前國內采用此法生產高（gāo）純（chún）鎂砂的質量還不夠理想（xiǎng），氧化鎂含量更高隻能達到98%左右（yòu），要使氧化鎂含量達到99%以上比較困（kùn）難。因天然菱鎂礦煆燒成的（de）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（fèn）離，因而要使高純鎂（měi）砂的純度進一步提高，存在著很多技術性問題，解決這些技術性（xìng）因素將（jiāng）在生產中提高生產成本。
2、鹵水生產高純鎂砂的生產方（fāng）法（fǎ）
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（qīng）質氧化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（fǎ）等。
(1)鹵水碳銨法主要反應式：
鹵水碳銨（ǎn）法是先將商水淨化，再以（yǐ）碳酸氫銨作沉澱劑(碳酸氫銨價廉易得，沉澱效率高)進行反（fǎn）應，反應溫度控製在3550℃之間，生成堿式碳酸鎂沉澱，沉澱經洗滌、脫水、鍛燒(溫度控（kòng）製在800900℃左（zuǒ）右)等步驟，製得輕質氧化鎂。將製得輕質氧化鎂進行粉碎，並把輕質氧化鎂壓製成球形入高溫煆燒爐重（chóng）燒，爐內（nèi）溫度控製在（zài）16002000℃，氧化鎂物料在爐內停留46h，得高純鎂砂。
(2)鹵水-純堿（jiǎn）法主要反應式：
鹵水-純堿（jiǎn）法是將淨化的鹵水與（yǔ）沉澱劑碳酸鈉進行反應，反應溫度控製（zhì）在3550℃，生成堿式碳酸鎂沉澱，然後對堿式碳酸（suān）鎂沉澱進行洗滌、脫水，將（jiāng）脫盡水的堿式碳酸鎂放入煆燒爐中（zhōng）進行鍛燒，煆燒溫度控製在900℃左右，得輕質氧化鎂。將輕（qīng）質氧化鎂粉（fěn）碎，並（bìng）用壓球機壓（yā）製成球形，然後入高溫鍛（duàn）燒爐進行重燒，重燒（shāo）溫（wēn）度控製在16002000℃之間，氧（yǎng）化鎂物料在爐內（nèi）停（tíng）留46h，得高純鎂砂。
(3)鹵水-氨法主要反應式：
鹵水-氨（ān）法是采用淨化（huà）的鹵水加入堿性較弱的氨水作為沉澱（diàn）劑，生成氫氧化鎂沉澱。此法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（diàn）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。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（měi）。將輕質氧化鎂粉碎並（bìng）用壓球（qiú）機製（zhì）成球形，為了增加球形的（de）壓實密度，采取在200℃左右壓製，然（rán）後將壓製球送入高溫煆（duàn）燒爐中，溫度控製在16002000℃之間重（chóng）燒(死（sǐ）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雲石煆燒成熟石（shí）灰(CaO)或（huò）白雲石（shí）熟料(MgO+CaO)，然後將熟石灰或白雲（yún）石熟料水化生成氫（qīng）氧化鈣或氫氧化鈣與氫（qīng）氧（yǎng）化（huà）鎂混合料作為沉澱劑，並與鹵水進行沉澱反應，生成氫氧化鎂沉澱，將氫氧化（huà）鎂沉澱（diàn）過濾，洗滌，然後將脫水氫氧化鎂進行煆燒得氧化鎂，再（zài）將氧化鎂壓球，放入高溫煆燒爐進行重燒，溫度控製在16002000℃，最終得（dé）高純鎂砂。
在高純鎂砂的生產過程中，提高（gāo）產品（pǐn）的（de）純度，有效降（jiàng）低有害雜質的含量是主要的，以（yǐ）先製取高純度氧（yǎng）化鎂作為保證，最終高純鎂砂產（chǎn）品（pǐn）更容易達到高純的要求。
在上述用鹵水為原料生產輕質氧化鎂的幾（jǐ）種方法，因都在液（yè）相條件下進行反應，可通過加（jiā）入沉澱劑，洗滌和化學精致等（děng）方法除去雜質（zhì）離子，以保證堿式（shì）碳（tàn）酸鎂或氫氧化鎂的純度，一旦工藝確定，最終高純鎂砂純度可達到99.9%以上。另外用鹵水生（shēng）產高純鎂砂也有許多缺點與難（nán）點，主要（yào）有生產成本過高，能源消耗大，生產工藝複雜（zá），有許（xǔ）多技術難點與設備難點。
3、噴霧熱分解法生產高純（chún）鎂砂
噴（pēn）霧熱分解法生產高純鎂砂生產原理如（rú）下。
噴霧熱分解煆燒法生產高純（chún）鎂砂的生產原理是先將鹵水進一步濃縮至一（yī）定濃度（dù），將濃縮鹵水直接噴入到熱分解反應爐中進行熱分解，煆燒後產出粗氧化鎂。因粗氧（yǎng）化鎂中（zhōng）含有未完全分解的（de）氯化物，可采用水多次洗滌的方法除去可溶性氯化（huà）物，使得粗氧化鎂完全水（shuǐ）化生成為氫氧化鎂。將過濾後的氫氧（yǎng）化鎂（měi）濾餅鍛燒成輕質氧化鎂（měi），然後壓製（zhì）成（chéng）球形送入高溫鍛燒爐（lú）中重燒（shāo），最終（zhōng）得（dé）高純鎂砂，其（qí）純度可達99%以上。此法基（jī）本反應式如下：
生產方法如下所述。
(1)鹵水的淨化與濃縮鹵水（shuǐ）的淨化主要采（cǎi）用相（xiàng）應的措施除去在鹵水中的Fe2+、Na+、Ca2+、SO42-等雜（zá）質離子，除雜方法可參照第（dì）3章工業氧化鎂。
將淨化的鹵水再進（jìn）行濃縮（suō）至一定濃度，使（shǐ）鹵水中氯化鎂的濃度在550g/L。
(2)鹵水的熱分解將濃縮的氯化鎂溶液（yè）直接噴（pēn）入（rù）熱反應爐中進行熱分解，熱分（fèn）解後得粗製氧化鎂。
(3)粗製氧化鎂的水解和（hé）煆燒熱（rè）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（duì）粗製氧化（huà）鎂中含有（yǒu）的氯化物可（kě）通過用水洗滌的方法除去。因這些氯（lǜ）化物都溶於水，並使（shǐ）得粗（cū）製氧化（huà）鎂全部水（shuǐ）解，生成氫氧化鎂。氫氧化鎂經過濾、脫（tuō）水（shuǐ），得氫氧化鎂濾餅，再將其在煆（duàn）燒爐(或轉爐)中加熱（rè）至8001000℃，氫氧化鎂生成輕質氧化鎂。
(4)重燒得（dé）高純鎂砂將上述氧化鎂經過壓製（zhì）成球形，然後放入到高溫煆燒爐（lú）(或豎窯爐)中進行重燒，得到氧化鎂純度（dù）為99%以（yǐ）上，密度在3.4g/cm3以上的高純（chún）鎂砂。
噴（pēn）霧熱分解法生產高純鎂（měi）砂有一定的優點。如熱分解時間短，粉體燒結性能（néng）好（hǎo），操作過程簡單，反應一次完成，並且可連（lián）續進行，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體，對設備腐蝕性大，所以（yǐ）對設備的要求很高。另外，對氯化氫的吸收和濃縮有很（hěn）大難度;粉塵捕集等對環境造成較大的汙染。
另外也（yě）簡單（dān）介紹一下水氯鎂石直接鍛燒生產（chǎn）高純鎂砂（shā），其主要反應為：
此生產法采用水氯鎂石直接煆燒（shāo）生成高純鎂砂，要達到高純度，一定（dìng）要對水（shuǐ）氯鎂（měi）石原料進行（háng）淨化處理，使（shǐ）雜質降低到（dào）最少。因原料含有雜質量較多，在煆燒過程中易進入產品中。
此外，副（fù）產品氯化氫氣體對生產（chǎn）設備有嚴重的腐蝕性。這同噴霧熱分解法是相似的。
4、電（diàn）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、鹵水碳銨法（fǎ）、鹵水氨水法和鹵水石灰法生產出的輕（qīng）質氧化鎂，放入電熔爐中進行（háng）電熔冶煉（liàn），得高純鎂砂。也可（kě）采用菱鎂礦經輕燒製成輕燒鎂，然後把輕燒鎂放（fàng）入電熔爐中進行電熔（róng）冶煉，最終得高純鎂砂。
(2)生（shēng）產方法將輕質氧化鎂或輕燒鎂粉，放（fàng）入電熔爐中，插入電極，在（zài）控製一定的大電流、低（dī）電壓的條（tiáo）件下進行電熔，電熔所得高純（chún）鎂砂的（de）含量（liàng）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，以及電熔的時間長短等。
