高純北京鎂砂是指含量在99%以上(國內往往把氧化鎂含量大於98%的鎂砂稱為高（gāo）純鎂（měi）砂)，體積密度大於3.4g/cm3的（de）燒結氧化鎂。高純鎂砂（shā）的生產方法（fǎ）均以含鎂化合物為原料，有的先製（zhì）成輕質氧化鎂，經過電熔凝或重燒(死燒)製得（dé）高純鎂（měi）砂（shā），也有的采（cǎi）用氯化鎂噴霧熱分解煆燒法生（shēng）產高（gāo）純鎂砂。以下是常用的（de）4種方法的工藝及原理：

1、菱鎂礦生產高純鎂砂

首先選取優（yōu）質菱鎂礦（kuàng），把菱鎂礦放入煆（duàn）燒爐中進行煆燒（shāo），溫度（dù）控製在1000℃左右(煆燒爐可采用反射（shè）爐、沸騰爐或豎窯爐)，生成輕（qīng）燒氧化鎂粉(也稱為輕燒（shāo）鎂砂)，反應式（shì）如下：

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

將壓製成（chéng）的輕燒鎂（měi）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（jié）構越來越致密，鍛燒完成後氧化鎂的體積密度可（kě）達3.4g/cm3以上（shàng）。

目前國內采用此法生產高（gāo）純鎂砂的質量還不夠理想，氧化鎂含量更高隻（zhī）能達到98%左右，要使氧化鎂（měi）含量達到99%以上比較困難。因天然菱鎂（měi）礦（kuàng）煆燒成的高純鎂砂（shā）中含有CaO，SiO2，Fe，B等雜（zá）質，很（hěn）難把（bǎ）這些雜質從固相混合物中分離，因而要使高純鎂砂的純（chún）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（yīn）素（sù）將在生產中提高生產成本（běn）。

2、鹵水生產高純鎂砂的生產方法

用鹵水生產高純鎂砂（shā），首先需要生（shēng）產輕質氧（yǎng）化鎂。生產（chǎn）輕質氧化鎂的方法有鹵水碳銨法（fǎ），鹵水純堿法，鹵（lǔ）水石（shí）灰法和鹵水氨法等。

(1)鹵水碳銨法主要反（fǎn）應式：

鹵水碳銨法（fǎ）是先將商水淨（jìng）化，再以碳酸氫銨（ǎn）作沉澱劑(碳（tàn）酸氫（qīng）銨價廉（lián）易得，沉澱效率高)進行反應，反（fǎn）應溫度控製在3550℃之間，生（shēng）成堿式碳酸鎂沉澱，沉（chén）澱經洗滌、脫水、鍛燒（shāo）(溫度控製在（zài）800900℃左右（yòu）)等步驟，製（zhì）得輕質氧化鎂。將製得輕（qīng）質氧化鎂進行粉碎，並把輕質氧化鎂壓製成球（qiú）形入高溫煆燒爐重燒，爐內溫度控製在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（shì）將淨化的鹵（lǔ）水與沉澱劑碳酸鈉進行反應，反應溫度控製在3550℃，生成堿式碳酸鎂沉澱，然後對堿式碳酸（suān）鎂沉澱（diàn）進行洗（xǐ）滌、脫水，將脫盡水的堿式碳酸鎂放入煆燒（shāo）爐中進行鍛燒，煆燒溫度控（kòng）製在900℃左右，得輕質氧化鎂。將輕質氧化鎂粉碎，並用壓（yā）球機壓製成球形（xíng），然後入高溫鍛燒爐進行重燒，重燒溫度控（kòng）製在16002000℃之間，氧化鎂物料在爐內（nèi）停留46h，得高純鎂砂。

(3)鹵水-氨法主要反應式：

鹵水-氨法（fǎ）是采用淨化的鹵水（shuǐ）加入堿性較弱的氨水作為沉澱劑，生成氫氧（yǎng）化鎂沉澱（diàn）。此法生成的氫（qīng）氧化鎂結晶（jīng）度高，沉降（jiàng）速度快，容易對氫氧化鎂沉澱結晶（jīng）過濾和（hé）洗滌，易除去雜質離子，並且容易控製產品質量。把洗滌幹淨的氫氧化鎂（měi）脫去（qù）水分，放入煆燒爐中（zhōng）進行（háng）鍛燒，生成輕質氧化鎂。將輕質氧化鎂（měi）粉碎並用壓球機製成球形，為了增加球形的壓實密度，采取在（zài）200℃左右壓製，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（chéng）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（huī）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化鈣或氫氧化鈣與氫氧化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（jiāng）氫氧化鎂沉澱過濾（lǜ），洗滌，然後（hòu）將（jiāng）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（duàn）燒爐進行重燒，溫度控製在16002000℃，最終（zhōng）得高純鎂砂（shā）。

在高純鎂（měi）砂（shā）的生產過程中，提高產品的純度，有效降低有害雜質（zhì）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。

在上述用鹵水為原料生產輕質氧化鎂的幾（jǐ）種方（fāng）法，因都在液（yè）相條件（jiàn）下進行反（fǎn）應，可通過加入沉（chén）澱（diàn）劑，洗滌和化學精致等方（fāng）法除去雜質離子，以保證堿式碳（tàn）酸鎂或氫氧化（huà）鎂的純度，一旦工藝確定，最終高純鎂砂純度（dù）可達到99.9%以（yǐ）上。另外用鹵水生產高純鎂砂也有許多缺點與難點，主（zhǔ）要有生產（chǎn）成本過高，能源消耗大（dà），生產（chǎn）工藝複雜，有許多技術難點與設備難（nán）點。

3、噴霧熱（rè）分解法生產高純鎂砂

噴霧熱分（fèn）解法生（shēng）產高純鎂砂生產原理如下。

噴霧熱分解（jiě）煆燒法生產高（gāo）純鎂砂的生產原理是（shì）先將鹵水進一步濃縮至一定濃度（dù），將濃（nóng）縮鹵水直接噴入到熱分解（jiě）反應爐（lú）中進行熱分解（jiě），煆燒後產出粗氧化鎂。因粗（cū）氧化鎂中含有未完全分解的（de）氯（lǜ）化物，可采用水多次洗滌的方法除去（qù）可溶性氯化物，使得粗氧化鎂（měi）完全水化生成為氫氧化鎂。將過濾後的氫氧化鎂濾餅鍛燒成輕質氧化鎂，然（rán）後壓製成球形送入（rù）高溫鍛燒爐中重燒（shāo），最終得高（gāo）純（chún）鎂砂，其純度可達99%以上。此法基本反應式如下：

生產方（fāng）法如下所述。

(1)鹵水的淨化與濃縮鹵水的淨（jìng）化主（zhǔ）要采用相應的（de）措施除（chú）去在鹵水中的Fe2+、Na+、Ca2+、SO42-等雜質離子，除雜方法可（kě）參照第3章工業氧化鎂。

將淨化的鹵（lǔ）水（shuǐ）再進行（háng）濃縮至一定濃度，使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。對粗製氧化鎂中（zhōng）含有的氯化（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（dé）粗製氧化（huà）鎂全部水解，生成氫氧化鎂。氫氧化鎂經過濾（lǜ）、脫水（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（chéng）輕質氧化鎂。

(4)重燒得高純鎂砂將上（shàng）述氧化鎂經過壓（yā）製成球形，然後放入到高（gāo）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（shàng）的高（gāo）純鎂砂。

噴霧熱分解法生產高純鎂（měi）砂有一（yī）定的優點。如熱分（fèn）解時間短，粉體燒結（jié）性能好，操作過程簡單，反應一次完成，並且可連（lián）續進行，有利於（yú）生產，生產成本較低。但此法也有（yǒu）缺點：因在噴霧熱分解中生（shēng）成氯化氫氣體，對設備腐（fǔ）蝕性大，所以對設備（bèi）的要求很高。另外，對氯化氫的（de）吸收和濃縮有很大難（nán）度;粉塵（chén）捕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（zhí）接鍛燒生產高（gāo）純鎂砂，其主（zhǔ）要反應為：

此生產法采用水（shuǐ）氯鎂（měi）石直接煆燒（shāo）生成高純鎂砂，要達到高純度，一定要對水（shuǐ）氯鎂石原料進行淨化處理，使雜質降低到最少。因原料含有雜質量較多，在（zài）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（shè）備有嚴重的腐蝕性。這同噴霧熱分解法是相似的。

4、電熔法生產高純鎂砂的（de）生（shēng）產原理及生產方法（fǎ）

(1)生產原理把采用鹵水純堿法、鹵（lǔ）水碳銨法、鹵水氨（ān）水（shuǐ）法和鹵水石灰（huī）法生產出（chū）的輕質氧化鎂，放入電熔爐中進（jìn）行電熔（róng）冶（yě）煉（liàn），得高純鎂砂。也可采用菱鎂礦經（jīng）輕燒製成輕燒鎂，然後（hòu）把輕燒鎂放入電熔爐中進行電熔冶煉，最終得高純鎂砂。

(2)生產方法將輕質氧化鎂或輕燒鎂粉，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（diàn）熔，電熔所得高純鎂砂的含量可達99.9%，密度可達3.5g/cm3以上。產品的質（zhì）量主要決定於電流電（diàn）壓的大小（xiǎo），以（yǐ）及電熔（róng）的時間長短（duǎn）等。