高（gāo）純棗莊鎂砂是指含量在99%以上(國內往往把氧化鎂含量大於98%的鎂砂稱為（wéi）高純鎂砂（shā）)，體積（jī）密度大於3.4g/cm3的燒結氧（yǎng）化鎂。高純鎂砂的生產方法（fǎ）均以含鎂化合物（wù）為（wéi）原料（liào），有的先製成輕質氧化鎂，經過電熔凝或重燒(死燒)製得高純鎂（měi）砂，也有的采用氯化鎂噴霧熱分解（jiě）煆燒法生產高純鎂砂。以下是常用的4種方法（fǎ）的（de）工（gōng）藝及原理：

1、菱（líng）鎂礦生（shēng）產高純鎂砂

首先選取（qǔ）優質菱鎂礦，把（bǎ）菱鎂礦（kuàng）放入煆燒爐中進行煆燒，溫度控製在1000℃左（zuǒ）右(煆（duàn）燒爐可采用反射（shè）爐、沸騰爐或豎窯爐（lú）)，生成輕燒（shāo）氧化鎂粉(也（yě）稱為輕燒鎂砂)，反應式如下：

將輕燒氧化鎂粉（fěn）進行（háng）細磨（mó），細磨可釆用雷蒙機，球磨機（jī）或高速粉碎機等。細磨到一定粒（lì）度，進行（háng）壓球。控製輕燒粉細（xì）度是為了增（zēng）加壓球的體密度;壓（yā）球采取高壓壓球機或對輥壓球機。

將壓製成的輕燒（shāo）鎂砂球放入高（gāo）溫爐中（zhōng）進行高溫（wēn）燒結，高（gāo）溫（wēn）鍛燒爐的爐溫控製在16002000℃左（zuǒ）右。在高（gāo）溫煆燒（shāo）過程中，隨著溫度升高，氧化鎂體積逐（zhú）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，鍛燒完成後氧化鎂的體積（jī）密度可達3.4g/cm3以上。

目前國內采用此法（fǎ）生產高（gāo）純鎂砂的質量還不夠理想，氧（yǎng）化鎂含量更高隻能達到98%左右，要使（shǐ）氧化鎂含（hán）量達到99%以上（shàng）比（bǐ）較（jiào）困難。因天然菱鎂礦煆（duàn）燒成的高純鎂砂中含有（yǒu）CaO，SiO2，Fe，B等雜質，很難把這些雜質從固相混合物中分離，因而要使高純鎂砂的純度進一步提高，存在著很多技術性問題，解決這些（xiē）技術性因素將（jiāng）在生產中提高生產成本。

2、鹵水生產（chǎn）高純鎂砂（shā）的生產方法

用（yòng）鹵水生產高純鎂砂，首先需要生產輕質氧化鎂。生產輕質氧（yǎng）化鎂的方法有鹵水碳（tàn）銨法，鹵水純堿法，鹵水石灰法（fǎ）和鹵水（shuǐ）氨法等。

(1)鹵水碳銨法主要反應（yīng）式：

鹵水碳銨法是先將商水淨化，再以碳酸氫銨（ǎn）作沉（chén）澱劑(碳酸（suān）氫銨價廉易得，沉澱效（xiào）率高)進行反應（yīng），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（dù）控製在800900℃左右)等步驟，製得輕質氧化鎂。將製得輕質氧化（huà）鎂進行粉（fěn）碎，並把輕質氧化鎂壓製（zhì）成球形入高溫煆燒爐重燒，爐（lú）內（nèi）溫度控製（zhì）在16002000℃，氧化鎂物料在爐內停留46h，得高純鎂砂。

(2)鹵水-純堿法主要反應式（shì）：

鹵水-純堿法（fǎ）是將淨化的鹵水與沉澱劑碳（tàn）酸（suān）鈉進行（háng）反應，反應溫度控製在3550℃，生成堿式碳酸鎂沉澱，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（suān）鎂放（fàng）入（rù）煆燒爐中進行鍛燒，煆燒溫（wēn）度控製在（zài）900℃左右，得輕質（zhì）氧化鎂（měi）。將（jiāng）輕質氧化鎂粉碎，並用壓球機（jī）壓製成球形，然後入高溫鍛燒（shāo）爐進行重燒，重燒溫度控製在16002000℃之（zhī）間，氧（yǎng）化鎂物料在爐內停留46h，得（dé）高純鎂砂。

(3)鹵水（shuǐ）-氨法主要反應式：

鹵水（shuǐ）-氨法是采用淨化（huà）的（de）鹵水加入堿性較弱的氨水作（zuò）為沉澱劑，生成氫氧化鎂沉澱。此法生成的氫（qīng）氧化鎂結晶度高，沉降速（sù）度快，容（róng）易對氫（qīng）氧化（huà）鎂沉澱結晶過濾和洗滌，易除去雜質離子（zǐ），並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，生成輕質氧化（huà）鎂。將輕質氧化鎂粉碎並用壓球（qiú）機製成球（qiú）形，為了（le）增加球形的（de）壓實密度，采取在200℃左右壓（yā）製，然後將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（fǎn）應式為：

鹵水石灰石（shí）法是先將石灰石或白雲石煆（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料水化（huà）生成氫氧化鈣或氫氧化鈣與氫（qīng）氧化（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（chén）澱，將氫氧（yǎng）化鎂（měi）沉澱（diàn）過濾（lǜ），洗滌，然後將脫水氫氧化（huà）鎂進行煆燒得（dé）氧化鎂，再將氧化鎂壓球，放入高溫煆燒爐進行重燒，溫度控製在16002000℃，最終得高純鎂砂。

在高純鎂砂的生產過程中，提（tí）高產品的純度，有效降低有害雜質的含量是主（zhǔ）要的，以先製取高純度氧化鎂作為保證，最（zuì）終高純（chún）鎂砂產品更容（róng）易達到高純的要求。

在上述用鹵（lǔ）水為（wéi）原料生產輕質氧化鎂的幾種方法，因都（dōu）在液相條件下進行反應，可通過加入沉澱劑，洗滌和化學精致等（děng）方法除去雜質離子，以保證堿式碳酸鎂或氫氧化（huà）鎂的純度，一（yī）旦工（gōng）藝確定，最終高純鎂砂純度可（kě）達到99.9%以上。另外用（yòng）鹵水（shuǐ）生產高純鎂砂（shā）也有許多缺點與難點，主要有生產成本過高，能源消耗大，生產工藝複雜，有許多技術難點與（yǔ）設備難點。

3、噴霧熱分解法生產高純鎂砂

噴霧熱分解法生產高純鎂砂生產原理如下。

噴霧熱分（fèn）解煆燒法生產高純鎂砂的生產原理是先將鹵水進一（yī）步濃縮至一定濃度，將濃縮鹵水直接噴入到熱分解反應爐中進行熱分解，煆燒後產（chǎn）出（chū）粗（cū）氧化鎂。因粗氧化鎂中（zhōng）含有未完全分解的氯化物，可采用水多次洗滌（dí）的方法除（chú）去可溶（róng）性氯化物（wù），使得粗氧化鎂完全水化（huà）生成為（wéi）氫氧化鎂。將過濾後的氫氧化鎂（měi）濾餅鍛燒成輕質氧化鎂，然後壓製成球形送入高溫鍛燒爐中重燒，最終（zhōng）得高純鎂砂，其純度可（kě）達99%以上。此法基本反應式如下（xià）：

生產方（fāng）法如下所（suǒ）述。

(1)鹵水的淨化與濃縮鹵（lǔ）水的淨化主要（yào）采用相（xiàng）應的措施除去在鹵水中的Fe2+、Na+、Ca2+、SO42-等雜質離子，除雜（zá）方法（fǎ）可參（cān）照第3章工（gōng）業氧化鎂。

將淨化（huà）的鹵水再進行濃縮至一（yī）定濃度，使鹵水（shuǐ）中氯化鎂的濃度在（zài）550g/L。

(2)鹵水的熱分解將濃縮的氯（lǜ）化鎂溶液直接噴（pēn）入熱反（fǎn）應爐中進行熱分解，熱分解後得粗製氧化鎂。

(3)粗製氧化鎂的水解（jiě）和煆（duàn）燒熱分解後所得的粗製氧化鎂含有未分解的氯化（huà）鎂、氯（lǜ）化鈣和氯化鉀等一些氯化物。對粗製氧化鎂中含有的氯（lǜ）化物可通過用水洗（xǐ）滌的方法除去。因這些氯化物都溶（róng）於水，並使得粗製氧化鎂全部水解，生（shēng）成氫氧化鎂。氫氧化（huà）鎂經過濾、脫水，得（dé）氫氧化鎂濾餅，再將其在煆燒爐(或（huò）轉爐)中加熱至8001000℃，氫氧（yǎng）化鎂生成輕質氧化鎂。

(4)重燒得高純鎂砂將（jiāng）上述氧化鎂經過壓（yā）製成球形，然後放入（rù）到（dào）高溫煆燒爐(或豎窯爐（lú）)中進行（háng）重（chóng）燒，得到氧化鎂（měi）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砂有一定的優點。如（rú）熱分解時（shí）間短，粉體燒結性能好（hǎo），操作過程簡單，反應一次完成，並且可（kě）連續進行，有利於生產，生產成（chéng）本較低。但此法也有缺點：因在噴（pēn）霧熱（rè）分解中（zhōng）生成氯（lǜ）化（huà）氫氣體，對設備腐蝕性大，所以對設備的要求很高。另外，對氯化氫（qīng）的吸收和濃縮有很大難度;粉塵捕集（jí）等對環（huán）境造（zào）成較大的汙染（rǎn）。

另（lìng）外也簡單介紹一（yī）下水氯鎂石直接（jiē）鍛燒（shāo）生產高純鎂砂，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，要達到（dào）高純（chún）度，一定要對水氯鎂石原料進（jìn）行淨化處理，使雜質降（jiàng）低到（dào）最少（shǎo）。因（yīn）原料含有雜質量較多，在（zài）煆燒過程中易進入產品中。

此外（wài），副產品氯化氫（qīng）氣體對（duì）生產設備有（yǒu）嚴重的腐蝕性。這同噴霧熱分解法是（shì）相似的。

4、電熔法生產高純鎂（měi）砂的生（shēng）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、鹵水氨水法和鹵水石灰法生產出的輕質氧化鎂，放入電熔爐中進行電熔冶煉（liàn），得高純鎂砂。也可采用菱鎂礦經輕燒製成輕燒（shāo）鎂，然後（hòu）把輕（qīng）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）將輕質（zhì）氧化鎂或輕（qīng）燒鎂粉，放入電熔爐中，插入電極，在控製一定的大電流、低電壓的條件下進行電熔，電熔（róng）所得高純鎂砂的含量可（kě）達（dá）99.9%，密度可達（dá）3.5g/cm3以上。產（chǎn）品的質量主要決定於電流電壓的（de）大小，以及電熔的時間（jiān）長短等。