高純保定鎂砂是指含量（liàng）在99%以上(國（guó）內（nèi）往往把氧化（huà）鎂含量大於98%的鎂砂稱為（wéi）高純鎂砂)，體積密度大於3.4g/cm3的燒結氧化鎂。高純鎂砂的生產（chǎn）方（fāng）法均以含鎂化合物為原料，有的先製成輕質氧化鎂，經過（guò）電熔凝（níng）或重燒(死燒（shāo）)製得高（gāo）純（chún）鎂（měi）砂，也（yě）有的采用氯（lǜ）化鎂噴霧熱分解煆燒法生產（chǎn）高純鎂砂。以下（xià）是常用的4種方法的工藝及原理：

1、菱鎂（měi）礦生產高純鎂砂

首先選取優質菱鎂礦，把菱鎂礦放（fàng）入煆燒爐中進行（háng）煆燒，溫度控製在1000℃左右(煆燒爐可（kě）采用反射爐（lú）、沸騰爐或豎窯爐（lú）)，生成輕燒氧化鎂（měi）粉(也稱為輕燒鎂砂)，反應式如下：

將輕燒氧化鎂粉進行（háng）細磨，細磨可釆用雷蒙機，球磨機或高速粉碎機等。細磨到一定粒度，進行壓球。控製輕燒（shāo）粉細度是為了增加壓球的體密度;壓球采取高壓（yā）壓（yā）球（qiú）機或對輥壓（yā）球機。

將壓製（zhì）成的輕燒鎂砂球放入高溫爐（lú）中進行（háng）高（gāo）溫燒結，高（gāo）溫鍛燒爐的爐溫控製在16002000℃左右。在（zài）高溫煆燒過程中，隨著溫（wēn）度升（shēng）高，氧化鎂體積逐漸收縮，密度增加，氧化鎂晶體發（fā）育長大，其組織結構越來越致密，鍛燒完成（chéng）後氧化鎂的體積密度可達3.4g/cm3以上。

目前國內采用此法（fǎ）生產高純（chún）鎂砂的質量還（hái）不夠理想，氧化鎂含（hán）量更高隻能達到98%左右（yòu），要使氧化鎂含量達到99%以上比較困難（nán）。因天然菱（líng）鎂礦煆燒成的高純鎂砂中（zhōng）含有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）純鎂砂的純度進一步提高，存在著很多技術性問題，解決這（zhè）些技（jì）術性因素將在（zài）生（shēng）產中提高生產成本。

2、鹵（lǔ）水生產（chǎn）高純鎂砂的生產（chǎn）方法

用鹵水生產高純（chún）鎂砂，首先（xiān）需（xū）要生產輕質氧化鎂。生產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（lǔ）水氨法等。

(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（tàn）酸氫（qīng）銨作（zuò）沉澱劑(碳酸氫銨價廉易得，沉澱效率（lǜ）高)進行反應，反應溫度控製在3550℃之間，生成堿式碳酸鎂沉澱（diàn），沉澱經（jīng）洗滌、脫水、鍛燒(溫度控製（zhì）在800900℃左右)等步（bù）驟，製得（dé）輕質氧化鎂。將製得（dé）輕質氧（yǎng）化鎂進行粉碎，並把輕質氧化鎂壓製成球形入高溫煆（duàn）燒爐重燒（shāo），爐內溫度控製（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：

鹵（lǔ）水-純堿（jiǎn）法是將淨化的鹵水與沉澱劑碳酸鈉進行反應，反應溫度控製在3550℃，生成（chéng）堿（jiǎn）式碳酸鎂沉（chén）澱，然後對堿式碳（tàn）酸鎂沉澱進行洗滌（dí）、脫水，將脫盡水的堿式碳（tàn）酸（suān）鎂放入（rù）煆燒爐中進行鍛燒，煆燒溫度控製在900℃左右，得輕質（zhì）氧化鎂。將輕質（zhì）氧化鎂粉碎，並用壓球機（jī）壓（yā）製成球形，然後入高溫鍛燒爐進行重燒，重燒溫度控製在16002000℃之（zhī）間，氧化鎂物料在爐內停留46h，得高純（chún）鎂砂。

(3)鹵水-氨法主要反應式：

鹵水（shuǐ）-氨（ān）法（fǎ）是采用淨化的鹵水（shuǐ）加入（rù）堿性較弱的氨水作為沉澱劑，生成氫氧（yǎng）化（huà）鎂沉澱。此法生成的（de）氫氧化（huà）鎂結（jié）晶度高，沉降速度快，容（róng）易對氫氧化鎂沉澱結晶過濾和洗（xǐ）滌，易除去雜質離（lí）子，並且容易（yì）控製產品質量。把洗（xǐ）滌幹淨的氫氧化鎂脫去水分，放入煆燒爐中進行鍛燒，生成輕質氧化鎂。將輕質氧化鎂粉碎（suì）並（bìng）用壓球機製成（chéng）球形（xíng），為了增加球形的（de）壓實密度，采取在200℃左右壓製，然後將壓製球送入高溫煆燒爐中（zhōng），溫度控製在16002000℃之（zhī）間重燒(死燒)，製成高純鎂砂。

(4)鹵水-石灰（huī）石法主要反（fǎn）應（yīng）式為：

鹵水（shuǐ）石灰石法（fǎ）是先將石灰石或白雲石煆燒成熟石灰(CaO)或白雲石熟料(MgO+CaO)，然後將熟石灰或白雲石熟料水化生成氫氧（yǎng）化鈣或氫氧化鈣與氫氧化鎂混合料作為沉澱劑，並與鹵水（shuǐ）進行沉澱反應（yīng），生成氫氧化鎂沉澱，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，放入高溫煆燒爐進行重燒，溫度（dù）控製在16002000℃，最終得高純鎂砂。

在高純鎂砂的生產過程中，提高產品的純度，有效降低有害雜（zá）質的含量是主要的，以先製取高純度氧化鎂作為保證，最終高純鎂砂產品更容易達到高純的要（yào）求。

在（zài）上述用鹵水為原料生產輕質氧化鎂的幾種方法，因都在（zài）液相條件下進行反應，可通過加入（rù）沉澱劑，洗滌和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純度，一旦工藝確（què）定，最終高純鎂砂（shā）純度可達到99.9%以上。另外用鹵（lǔ）水生產高純鎂砂也有許多缺點與難點，主要有生產成本過高，能源消耗（hào）大，生產（chǎn）工藝複雜，有許多技術難點與設備難點。

3、噴霧（wù）熱分解法生產高純鎂砂

噴霧熱分解法生產高（gāo）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（nóng）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。因粗氧化鎂（měi）中含有未完（wán）全分（fèn）解的氯化（huà）物，可采用水多次洗滌的方法除去（qù）可溶性氯化物（wù），使得粗（cū）氧化鎂完全水化生成為氫氧（yǎng）化（huà）鎂。將（jiāng）過濾後的氫氧化（huà）鎂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（zhōng）重燒，最終得高純鎂（měi）砂，其純度可達99%以（yǐ）上。此法基本（běn）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淨化主要采用相應的措施除去在鹵（lǔ）水中的Fe2+、Na+、Ca2+、SO42-等雜質離（lí）子，除雜方（fāng）法可（kě）參照第3章工業氧化鎂。

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

(2)鹵水的熱分解將濃縮的氯化鎂（měi）溶液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（měi）的水解（jiě）和煆燒熱分解後所得的粗（cū）製（zhì）氧化鎂（měi）含有未分解的氯化鎂、氯化鈣和氯化鉀等一（yī）些氯化物（wù）。對粗製氧化鎂中含有的氯化物可通過用（yòng）水洗滌的方法除去。因這（zhè）些氯化物都溶於水，並使得粗製（zhì）氧化鎂全部水解，生成氫氧化（huà）鎂（měi）。氫氧化鎂經過濾、脫（tuō）水（shuǐ），得氫氧化鎂濾餅，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過壓製成球（qiú）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（mì）度在（zài）3.4g/cm3以上的高純（chún）鎂砂。

噴霧熱分解（jiě）法生產（chǎn）高純鎂砂有一定的優點。如（rú）熱分（fèn）解時間短，粉體燒結性能（néng）好，操作過程簡（jiǎn）單，反應一次完成，並且可連續（xù）進行，有利於生產，生（shēng）產成本較低。但此法也有缺點：因在噴霧熱分解（jiě）中生成氯化氫氣體，對設備腐蝕性大，所以對設備的要求很高。另外，對氯化氫的吸收和濃縮有很大難度;粉塵捕集等對環境造成較大（dà）的汙染。

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

此生產法采用水氯鎂石（shí）直接煆燒生成高純鎂砂，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（jiàng）低到最少（shǎo）。因原料含有雜質量較多（duō），在煆燒過程中易進入（rù）產品中。

此外，副產品氯化氫氣體對生產設（shè）備有嚴重的腐蝕性。這同（tóng）噴霧熱分解法是相似的。

4、電（diàn）熔法生產高（gāo）純鎂砂的生產原理及生產方法

(1)生產原理把采（cǎi）用鹵水純堿法（fǎ）、鹵水碳銨法、鹵水氨水法和鹵水石灰法生產出的輕質氧化（huà）鎂（měi），放入電熔爐中進行電熔冶煉，得高純（chún）鎂砂（shā）。也可采用菱鎂礦經輕燒製成輕燒鎂，然後把輕燒鎂放入電熔爐中進行電（diàn）熔（róng）冶煉，最終得高純（chún）鎂砂。

(2)生產方（fāng）法將輕質氧化鎂或輕燒鎂粉（fěn），放入電熔爐中，插入電極，在控製一定的（de）大電流、低（dī）電壓（yā）的（de）條件下進行電熔，電熔所得高（gāo）純鎂砂的含量（liàng）可達99.9%，密度可達3.5g/cm3以上（shàng）。產品的質量主要決定於電（diàn）流電壓的大小，以及電熔的時間長短等。