高純淄博鎂砂是指含量在99%以上（shàng）(國內往往把氧化鎂含量大於98%的鎂砂稱為高純鎂砂)，體積密（mì）度大於（yú）3.4g/cm3的燒結氧化（huà）鎂。高純鎂砂的生產方法均以（yǐ）含鎂化（huà）合物為原料，有的先（xiān）製成輕質氧化鎂，經過電熔凝或重燒(死燒)製得高純鎂砂，也有的采用（yòng）氯化鎂噴霧（wù）熱分解煆燒（shāo）法生產高（gāo）純鎂砂。以下是（shì）常用的4種方法的工藝及原理：
1、菱鎂礦生產（chǎn）高純鎂砂
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(煆燒爐可采用（yòng）反射爐、沸騰爐或豎窯爐（lú）)，生（shēng）成輕燒氧化（huà）鎂粉(也稱為輕燒（shāo）鎂砂)，反（fǎn）應式如下：
將輕燒氧化鎂粉進行細磨，細（xì）磨可釆用雷（léi）蒙（méng）機，球磨機（jī）或高速粉碎機等。細磨到（dào）一定粒度，進行壓球。控製輕燒粉（fěn）細度是為了增加壓球的體密度（dù）;壓球采取高壓壓球機或對輥壓球機。
將壓製成的輕燒鎂砂（shā）球放入高溫爐中進行高溫燒結，高溫鍛燒爐的爐溫控製在16002000℃左右。在高溫煆燒過程中，隨著（zhe）溫度升高，氧化鎂體積逐漸收（shōu）縮，密度增加，氧化鎂晶體發育長大，其組織結構越來越致密（mì），鍛燒完成（chéng）後氧化鎂的體（tǐ）積密度（dù）可達3.4g/cm3以上。
目前國內采用此法生產（chǎn）高純鎂（měi）砂（shā）的質量還不夠理想，氧化鎂含量更高隻能達（dá）到98%左（zuǒ）右，要使氧化鎂含量達（dá）到（dào）99%以上比較困難。因天然菱鎂礦煆燒成的高純鎂（měi）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（gāo）純鎂砂的純（chún）度進一步提高，存在著很多技術性問（wèn）題，解決這些技術性因素將在生（shēng）產中提高生（shēng）產（chǎn）成本。
2、鹵水生產高純（chún）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（chǎn）輕質氧化鎂的方法有鹵水碳銨法，鹵水純堿法，鹵水石灰法和鹵水氨法等。
(1)鹵水（shuǐ）碳銨法主要反應式：
鹵水碳銨法是（shì）先將商水淨（jìng）化（huà），再以碳（tàn）酸氫銨作沉澱劑(碳酸氫銨價廉易得，沉澱效率高)進行反應，反應溫度控製在3550℃之間，生成堿式碳酸（suān）鎂（měi）沉澱，沉澱經洗滌、脫水、鍛燒(溫度控製（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粉碎，並把輕質氧（yǎng）化鎂壓製成球形（xíng）入（rù）高溫煆燒爐重燒，爐內溫（wēn）度控製在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：
鹵水-純堿法是將（jiāng）淨化的鹵水與沉澱劑碳酸（suān）鈉（nà）進行反應，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（de）堿（jiǎn）式碳酸鎂放入煆燒爐中進行鍛燒，煆燒溫度控製（zhì）在900℃左右，得輕質氧化鎂（měi）。將輕質氧化鎂（měi）粉碎，並用壓球機壓製成球形，然後入高溫鍛燒爐進行（háng）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（gāo）純鎂砂。
(3)鹵水-氨（ān）法主要反應式：
鹵水-氨法是采用淨化的鹵水加入（rù）堿性較弱的氨水作為沉澱劑，生成氫氧化鎂沉澱（diàn）。此法生成的氫氧化鎂結晶度高，沉降速度快，容易對氫氧化鎂（měi）沉澱結晶（jīng）過濾和洗滌，易除（chú）去雜質離子，並且容（róng）易控製產品質量。把洗滌幹淨（jìng）的氫氧化鎂脫去水分，放入（rù）煆燒爐中進行鍛燒，生成輕質氧化鎂。將輕質氧化（huà）鎂粉碎並用壓球機製成球形，為了（le）增加球形（xíng）的（de）壓實密度，采取在200℃左右壓（yā）製，然（rán）後將壓製球送入高溫煆燒爐中，溫度控（kòng）製在16002000℃之間（jiān）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雲石（shí）煆燒成熟石灰(CaO)或白雲石熟料(MgO+CaO)，然（rán）後將（jiāng）熟石灰或白雲（yún）石熟料水化生成氫氧（yǎng）化鈣或氫氧化鈣與氫氧化鎂混合料作（zuò）為（wéi）沉澱劑，並與鹵水進行沉澱反應，生成氫氧化鎂（měi）沉（chén）澱（diàn），將氫氧化鎂沉澱過濾，洗滌，然後將脫（tuō）水氫氧化鎂進（jìn）行煆燒得氧化鎂，再將氧化鎂壓球，放入高溫煆燒爐進行重燒（shāo），溫度控製在16002000℃，最終得高純鎂砂（shā）。
在高純鎂砂的生產過程中，提高產品（pǐn）的純度，有（yǒu）效降低有害雜質的含量是（shì）主要的，以先製取高純度氧化鎂作為保（bǎo）證，最終高純（chún）鎂（měi）砂產品（pǐn）更（gèng）容易達到高純的（de）要求。
在上述用鹵水為原料生產輕質氧化鎂的幾種方法，因都在液相條件（jiàn）下進行反應，可通過加入沉澱劑，洗滌和（hé）化學精致等方法除去雜質離子，以保證堿式碳酸鎂或氫氧化鎂的（de）純度，一旦工藝確定，最終高純鎂砂純度可達到99.9%以上。另外用鹵水生產高純鎂砂也有許（xǔ）多缺點與難點，主要有生產成本過高，能（néng）源消耗大（dà），生產工（gōng）藝複雜，有許多技術（shù）難點與設備難點。
3、噴霧（wù）熱分解法生產高純鎂（měi）砂
噴霧熱分解法生產高純鎂砂生產原（yuán）理（lǐ）如下。
噴（pēn）霧（wù）熱分解煆燒法生（shēng）產高純鎂砂的生產（chǎn）原理是先將鹵水進一步濃縮至一定濃（nóng）度，將（jiāng）濃縮鹵水直接（jiē）噴（pēn）入到熱分解（jiě）反應爐（lú）中進行（háng）熱分（fèn）解，煆燒後產出粗氧化鎂。因粗氧化鎂中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生成為氫氧化鎂。將過濾後的（de）氫氧化鎂濾（lǜ）餅鍛燒成輕質氧化鎂，然（rán）後壓製成球形送入高溫鍛燒爐中重燒，最終得高（gāo）純鎂砂，其純度可達99%以上。此法基本反應式如下：
生產方法如下所述。
(1)鹵水的淨化與濃縮鹵水的（de）淨化主要采用（yòng）相應（yīng）的措施除（chú）去在鹵水中的Fe2+、Na+、Ca2+、SO42-等雜質離（lí）子，除（chú）雜方法可（kě）參照第3章工業氧化鎂。
將淨化的（de）鹵水再進行濃縮至一定濃（nóng）度，使鹵水中氯化鎂的濃度在550g/L。
(2)鹵水的熱分（fèn）解將濃縮的氯化鎂溶液直接噴入熱反（fǎn）應爐中進行熱分解，熱分解後（hòu）得粗製氧化鎂。
(3)粗製氧化鎂的水解和煆燒熱分（fèn）解後所得的粗製氧化鎂含有未分解（jiě）的氯化鎂、氯化鈣和氯化鉀等（děng）一些氯化物。對（duì）粗製氧化（huà）鎂中含（hán）有的氯化（huà）物可通過用水洗滌的方法（fǎ）除去。因這些氯化物都溶於水，並使得粗製氧化（huà）鎂全部水解，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（rè）至8001000℃，氫氧化鎂生成輕質（zhì）氧化（huà）鎂（měi）。
(4)重燒得高純鎂砂將上述氧化（huà）鎂經過壓製成球形（xíng），然後放入到（dào）高（gāo）溫（wēn）煆燒爐(或豎窯爐)中進行重燒，得（dé）到氧化鎂純度為99%以上，密度在3.4g/cm3以（yǐ）上的高純鎂砂。
噴霧熱分解法生產高（gāo）純鎂砂有一（yī）定的優（yōu）點。如熱分（fèn）解時間短，粉體燒（shāo）結性能好，操作（zuò）過程簡單（dān），反應一次完成（chéng），並且可連續（xù）進（jìn）行，有利於生（shēng）產，生產成本較低。但此法也有（yǒu）缺點：因在噴霧熱分解（jiě）中生成氯化氫氣（qì）體，對設備腐蝕性大，所以對設備的要求（qiú）很高。另外，對（duì）氯化氫的吸收（shōu）和濃縮有很（hěn）大難度;粉（fěn）塵捕（bǔ）集等對環境造成較大的汙染。
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（lǜ）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（dī）到最少。因（yīn）原料含（hán）有雜質量較多，在煆燒過程中易進入產品中。
此外，副產（chǎn）品（pǐn）氯化氫氣體對生產設備有嚴重的（de）腐蝕性。這同噴霧熱分解法是相（xiàng）似（sì）的。
4、電熔（róng）法生產高純鎂砂的生產原理及生產方（fāng）法
(1)生產原理把采用鹵水純堿（jiǎn）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（lú）中進（jìn）行電熔冶煉，得高純鎂砂。也可采（cǎi）用菱鎂礦經輕燒製成輕燒鎂，然後把輕（qīng）燒（shāo）鎂放入電（diàn）熔爐中進行電（diàn）熔冶煉（liàn），最終（zhōng）得高純鎂砂（shā）。
(2)生產方法將輕（qīng）質氧（yǎng）化鎂或輕燒鎂粉，放入電熔爐中，插入電極，在控製一定的（de）大電流、低電壓的條（tiáo）件下進行電熔，電熔（róng）所得高純鎂砂的含量可達（dá）99.9%，密度可達3.5g/cm3以上。產品（pǐn）的質量主要決定於電流電（diàn）壓（yā）的大小，以及電熔的時間長短等。
