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

1、菱鎂礦（kuàng）生產高純鎂砂

首先選取優（yōu）質菱鎂礦，把菱鎂（měi）礦放入煆燒爐中進行煆（duàn）燒，溫度控製在1000℃左右(煆燒爐可采用反射（shè）爐、沸（fèi）騰爐或豎窯爐)，生成輕燒氧化鎂（měi）粉(也稱為輕燒鎂（měi）砂)，反應式如下：

將輕燒氧化（huà）鎂粉進行細磨，細磨可釆（biǎn）用雷蒙機，球（qiú）磨機或高速粉（fěn）碎機（jī）等。細磨到一定粒度，進行壓球。控（kòng）製輕燒粉細度是為了增加壓（yā）球的體密度;壓球采取高壓壓球機或對輥壓球機。

將壓製成的輕燒鎂砂球放入高溫爐中進行高溫燒結，高（gāo）溫鍛燒爐的爐溫（wēn）控製在16002000℃左右。在高溫煆燒（shāo）過程中，隨著溫度升高（gāo），氧化鎂體積逐漸收縮，密（mì）度（dù）增加，氧化鎂晶體發育長大，其組（zǔ）織結構越來越致密（mì），鍛燒完成後氧（yǎng）化鎂的體積密度可達3.4g/cm3以上。

目前國（guó）內采用此法生產高純鎂（měi）砂的質量還不夠理想，氧化鎂含量（liàng）更高隻能達到98%左右，要使氧化鎂含量達到99%以上比較困難。因天然菱（líng）鎂礦煆燒成的高純鎂砂中含有CaO，SiO2，Fe，B等雜質，很難把這些雜質從固相混合物中分離，因而要使高純鎂砂的（de）純度進一步提高，存在著很多技術性問題，解決這些技術性因素將在生產中（zhōng）提高生產成本。

2、鹵水生產高純鎂砂（shā）的生產（chǎn）方法

用鹵水生產高純鎂砂，首（shǒu）先需要生產輕（qīng）質氧化鎂。生產輕質氧化鎂的（de）方法有鹵水碳銨法，鹵水純堿法，鹵水石灰法和鹵水（shuǐ）氨法（fǎ）等。

(1)鹵水碳銨（ǎn）法主要反應式（shì）：

鹵水碳銨法是先將商水（shuǐ）淨化，再以碳酸氫銨作沉澱劑(碳酸氫銨價廉易得，沉（chén）澱效（xiào）率高)進（jìn）行反應，反應溫度控製在3550℃之間，生成堿式（shì）碳酸鎂沉澱，沉（chén）澱經洗滌、脫水、鍛燒(溫（wēn）度控製在800900℃左右)等步驟，製得輕質氧（yǎng）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（xíng）入高溫煆燒爐重燒，爐內溫度控製在16002000℃，氧化鎂物料在（zài）爐內停留46h，得高純鎂砂。

(2)鹵水-純堿法主要反應式：

鹵水-純堿法是將淨化的鹵水（shuǐ）與沉澱（diàn）劑碳酸鈉進行反（fǎn）應，反應溫度控製（zhì）在（zài）3550℃，生成堿式碳酸鎂沉澱（diàn），然後（hòu）對堿（jiǎn）式碳酸鎂沉澱進行洗滌、脫水，將脫盡水（shuǐ）的堿式碳酸鎂放入煆燒爐中進行鍛燒，煆燒（shāo）溫度控製在900℃左右，得輕質氧化（huà）鎂。將輕質氧化鎂粉碎，並用（yòng）壓球機壓製成（chéng）球形，然（rán）後入高溫鍛燒（shāo）爐進（jìn）行（háng）重燒（shāo），重燒溫度控製（zhì）在16002000℃之間，氧化鎂（měi）物料在（zài）爐內停留46h，得高（gāo）純鎂砂。

(3)鹵水-氨法主要反（fǎn）應式：

鹵（lǔ）水-氨法是采用淨化的鹵水（shuǐ）加入堿（jiǎn）性較弱的（de）氨水（shuǐ）作為沉澱劑，生成氫氧化鎂沉（chén）澱。此法（fǎ）生成的氫氧化鎂結晶度（dù）高，沉降速度快，容易對氫氧化鎂沉澱結晶過濾（lǜ）和洗滌，易除去（qù）雜質離子，並且（qiě）容易（yì）控製產品質量。把洗滌幹（gàn）淨的氫氧化鎂脫（tuō）去（qù）水分，放入煆燒爐中進行鍛燒，生成輕質氧（yǎng）化鎂。將輕質氧化鎂粉碎並用壓球（qiú）機製成球形，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（zhì）球送入高溫（wēn）煆燒爐中，溫度控製在16002000℃之間重燒(死燒)，製成（chéng）高純（chún）鎂砂。

(4)鹵水-石灰石法主要反應（yīng）式為：

鹵（lǔ）水石灰石法是先（xiān）將石灰石或白雲石煆燒（shāo）成熟石灰（huī）(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（gài）與氫氧化鎂混合料作為沉澱劑，並與鹵水進行（háng）沉澱反應，生成氫氧化（huà）鎂沉澱，將氫氧化鎂沉澱（diàn）過濾，洗滌，然後將脫水氫（qīng）氧化鎂進行煆燒得氧化鎂，再將氧化鎂壓球，放（fàng）入高溫（wēn）煆燒爐進行重燒，溫度（dù）控製在16002000℃，最終（zhōng）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（dī）有害雜質的含量是主要的，以先製取高純度氧化鎂（měi）作為保證，最終高純鎂砂產（chǎn）品更容易達（dá）到高純的要求。

在上述用（yòng）鹵水為原料生產輕質氧化鎂的幾種方法，因都在液相條件下（xià）進行反應，可通過加入沉（chén）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（měi）或氫氧化鎂的純度，一旦工藝確定（dìng），最終高純鎂（měi）砂純度可達到99.9%以上。另外用鹵水（shuǐ）生產高純鎂砂也有許多缺點與（yǔ）難點，主要（yào）有生（shēng）產成本過高，能源消耗（hào）大（dà），生產（chǎn）工藝複雜，有許多技術難點與設備難點。

3、噴霧熱分解法生產高純鎂砂

噴霧熱分解法生產高純（chún）鎂砂生產（chǎn）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（shuǐ）進一步濃縮至一定濃度，將濃縮鹵水直接噴入到熱分解反應爐中進行熱分（fèn）解，煆燒後產出粗氧化鎂。因粗氧化鎂中含有未完（wán）全分解的（de）氯化物，可采用水多次洗（xǐ）滌的方法除去可溶（róng）性氯化物（wù），使得粗氧化鎂完全水化生成為氫氧（yǎng）化鎂。將過濾（lǜ）後的氫氧化鎂濾餅鍛燒成（chéng）輕質氧化鎂，然後壓製（zhì）成球形送入高（gāo）溫鍛燒爐中重燒，最終得（dé）高純鎂砂，其純度（dù）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（shuǐ）的（de）淨化與濃縮鹵水的淨（jìng）化主要采用相應的措施除去在鹵水中的Fe2+、Na+、Ca2+、SO42-等雜質離（lí）子，除雜方法可參照第（dì）3章工業氧化鎂。

將淨化的鹵（lǔ）水再進行濃縮至一定濃度，使鹵水中氯（lǜ）化鎂的濃（nóng）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)粗製氧化鎂的水解和煆燒熱分解後所得的粗製氧化鎂含有未分解的氯化（huà）鎂、氯化鈣和氯化鉀等一些氯化物。對粗製氧（yǎng）化鎂中含有的氯化物可通過用水洗滌的方法除去。因這些氯化物都溶於水，並使（shǐ）得粗製氧化鎂全部水解，生（shēng）成氫氧化鎂。氫氧化鎂經（jīng）過濾、脫水，得（dé）氫氧化鎂濾餅，再（zài）將其在煆燒爐(或轉爐)中加熱（rè）至8001000℃，氫氧化鎂（měi）生成輕質氧（yǎng）化（huà）鎂。

(4)重燒得高（gāo）純鎂砂將上述氧化鎂經過壓製成球形，然（rán）後放入到高溫煆燒爐(或豎窯爐)中進（jìn）行重燒，得到氧（yǎng）化鎂（měi）純度為99%以上，密度在3.4g/cm3以上的高（gāo）純鎂砂。

噴霧熱分解法生產高純（chún）鎂砂（shā）有一定的優點。如熱分解時間短，粉體燒結性能好，操作過程簡單，反應一次完成，並且可連續進行，有利於生產，生產成本較低。但此法（fǎ）也有（yǒu）缺點：因在噴霧熱分解中（zhōng）生成氯化氫氣體，對設備腐蝕（shí）性大（dà），所以（yǐ）對設備的要求很高。另外，對（duì）氯化氫的吸收和（hé）濃縮有很大難度;粉塵捕集（jí）等（děng）對環境造成較大（dà）的汙染。

另外也簡單介紹一下水（shuǐ）氯鎂石直接（jiē）鍛燒（shāo）生（shēng）產高純鎂砂，其主要反應為：

此生產法（fǎ）采用水氯鎂石直接煆燒生成高純（chún）鎂砂，要達到高純度，一（yī）定要對水氯鎂石原料進行淨化處理（lǐ），使雜質降低到最少。因原料含有雜質量較多（duō），在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備有嚴重的腐蝕（shí）性。這同噴（pēn）霧熱分解法是（shì）相似（sì）的。

4、電熔法生產高純鎂砂（shā）的（de）生產（chǎn）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（shuǐ）石灰（huī）法生產出（chū）的輕質氧化鎂，放入電熔爐中進行電（diàn）熔冶（yě）煉，得高純鎂砂。也（yě）可采用（yòng）菱（líng）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（jìn）行電（diàn）熔，電熔所得高純鎂（měi）砂的含量可達99.9%，密度可達3.5g/cm3以（yǐ）上。產品的質量主要決定於電流電壓的（de）大小，以及電熔的時間長短等。