高純黑龍江（jiāng）鎂砂是指含量在（zài）99%以上(國內往往把氧化鎂含量大於98%的（de）鎂砂稱為高純（chún）鎂（měi）砂)，體積密度大於3.4g/cm3的燒結氧（yǎng）化鎂。高（gāo）純鎂砂的生（shēng）產方法均以含鎂（měi）化合（hé）物為原料，有的先製成輕質氧化（huà）鎂，經過電熔凝或重燒(死燒)製得高純鎂（měi）砂（shā），也有的采用氯化鎂噴霧（wù）熱分解煆燒法生產高純鎂砂。以下是常用（yòng）的4種方法的工藝及原理：

1、菱鎂礦生產高純鎂砂

首先選取優質菱鎂礦，把菱鎂礦放入煆燒（shāo）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（yáo）爐)，生成輕燒氧（yǎng）化（huà）鎂粉(也稱為（wéi）輕燒鎂砂（shā）)，反（fǎn）應（yīng）式如（rú）下：

將（jiāng）輕（qīng）燒氧化（huà）鎂粉進行細磨，細磨可釆用（yòng）雷蒙機，球磨機或高速粉（fěn）碎機等。細磨到一定粒度，進行壓球。控製輕燒粉細度是為了增加壓球的體密度;壓球采取高壓壓球機（jī）或對輥壓球機。

將壓製成的輕燒鎂（měi）砂球放入（rù）高溫爐中進行（háng）高溫燒結，高溫鍛燒爐的爐溫控製在16002000℃左右。在高溫煆燒過（guò）程中，隨著溫度升高，氧化鎂體積逐漸收縮，密度增加，氧化鎂晶體發育長（zhǎng）大，其組織結構越來越致密，鍛（duàn）燒完（wán）成後氧化鎂的體積密度（dù）可達3.4g/cm3以上。

目前國內采用此法生產高純鎂砂的質量還不夠理想（xiǎng），氧化鎂含量更高隻（zhī）能達到98%左右，要使氧化鎂含量達到99%以上比較困難。因天然菱鎂礦煆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（gù）相混合（hé）物（wù）中分離，因而要（yào）使高純鎂砂的純度進一步（bù）提（tí）高，存在著很多技術（shù）性問題，解決這些技術性因素將在生產（chǎn）中（zhōng）提高生產成本。

2、鹵水生產高純鎂砂的生產方法

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

(1)鹵水碳銨法主（zhǔ）要反應式：

鹵水碳銨法（fǎ）是先將商水淨化，再以碳酸氫銨（ǎn）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（shì）碳（tàn）酸鎂沉澱，沉（chén）澱經洗滌、脫水、鍛燒(溫度控製在800900℃左右)等步驟，製得輕（qīng）質氧（yǎng）化鎂。將（jiāng）製得輕質氧化鎂進行粉碎（suì），並把輕質氧化鎂壓（yā）製成球形入高溫煆燒爐重燒，爐（lú）內溫度控製在16002000℃，氧化（huà）鎂物料在（zài）爐內停留46h，得高純鎂砂。

(2)鹵水-純堿（jiǎn）法主要反應式：

鹵（lǔ）水-純堿法是（shì）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℃，生成堿式碳酸鎂沉澱，然後對堿式碳酸鎂沉澱進行洗滌（dí）、脫水，將（jiāng）脫盡水的堿式碳酸鎂放入煆燒爐中進行鍛燒，煆燒溫度控製（zhì）在（zài）900℃左右，得輕質氧化鎂。將輕質氧化鎂粉碎，並用壓球機壓製成球（qiú）形，然後入高（gāo）溫鍛燒爐進行重燒，重燒溫度控製在16002000℃之間，氧化鎂物料在（zài）爐內停留46h，得（dé）高純鎂砂。

(3)鹵水-氨（ān）法主要（yào）反應式：

鹵水-氨法是采用淨化的（de）鹵水加入堿性較（jiào）弱的氨水作為沉澱劑，生成氫氧化鎂沉澱。此法生成的氫氧化鎂結晶度高，沉降速度快，容易（yì）對氫氧（yǎng）化鎂沉澱結晶過濾和洗滌，易除去雜質離子，並（bìng）且容（róng）易控製產品質量。把洗（xǐ）滌幹淨的氫氧化鎂（měi）脫去水（shuǐ）分，放入煆燒（shāo）爐中進行鍛燒，生成（chéng）輕質氧化鎂。將輕質氧化鎂粉碎（suì）並用壓球機製成球形，為（wéi）了增（zēng）加球形的壓（yā）實密度，采取在200℃左右壓製，然後（hòu）將壓製球送（sòng）入高溫煆燒爐中（zhōng），溫度控製（zhì）在16002000℃之間重（chóng）燒（shāo）(死燒)，製成高純鎂（měi）砂（shā）。

(4)鹵水-石（shí）灰石法主要反應式為：

鹵水石灰石法是先將（jiāng）石灰石或白雲石煆燒成熟石灰(CaO)或白雲石熟料(MgO+CaO)，然（rán）後（hòu）將熟石灰或白雲石熟料水化生成（chéng）氫氧（yǎng）化鈣或氫氧化鈣（gài）與氫氧化鎂混合料作為沉澱劑，並（bìng）與鹵（lǔ）水進行沉澱反應，生成氫氧化鎂沉澱，將氫氧化鎂沉澱過濾，洗滌，然後將脫水（shuǐ）氫氧化鎂進行（háng）煆（duàn）燒得氧化（huà）鎂，再將氧化鎂（měi）壓球，放入高（gāo）溫煆燒爐進行重燒，溫度控製在16002000℃，最終得高純鎂砂。

在高純（chún）鎂砂的生產過程中，提高產品的純（chún）度，有（yǒu）效（xiào）降低有害雜（zá）質的含量是主（zhǔ）要的，以先製取高（gāo）純度氧化鎂作為保證，最終高純（chún）鎂砂產品更（gèng）容易達（dá）到（dào）高純（chún）的（de）要求。

在上述用鹵水為原料生產輕（qīng）質氧化鎂的幾種方法，因都在液（yè）相條件下進行反應，可通過加入沉澱劑，洗滌和化（huà）學精致等方法除去雜質離子，以保證堿式碳酸鎂或（huò）氫氧化（huà）鎂的純度，一旦（dàn）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多缺點與難（nán）點，主（zhǔ）要有生產成本過高，能源消耗大，生（shēng）產工藝複雜（zá），有（yǒu）許多技術（shù）難點與設備難點。

3、噴霧熱分解法生產高純鎂砂

噴（pēn）霧熱分解法生產高純鎂（měi）砂（shā）生產原理（lǐ）如下。

噴霧熱分解煆燒法生產高純鎂砂的生（shēng）產原理是先將鹵水進一步濃縮至一定濃度，將濃縮鹵水直接噴入到熱分解（jiě）反應爐中進行熱分解，煆燒後產（chǎn）出粗氧化鎂。因粗氧化鎂中含有未完全分解的氯化物，可（kě）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（yǎng）化鎂。將過（guò）濾後的（de）氫氧化鎂濾餅鍛燒成（chéng）輕質氧化鎂，然後壓製成球形送入高溫鍛燒爐中重燒，最終得（dé）高純鎂砂，其純度可達99%以上。此法基本（běn）反應式如下：

生產方法如下所述。

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

將淨化的（de）鹵水再進行濃（nóng）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)粗製氧化鎂的水解和煆燒熱分解後（hòu）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（xiē）氯化物。對粗製氧化鎂中含有的（de）氯化物可通過（guò）用（yòng）水洗滌的方法除去。因這些氯化物都（dōu）溶於水，並使得粗製氧化鎂全部水解，生成氫氧（yǎng）化鎂。氫氧化鎂經（jīng）過濾、脫水，得氫（qīng）氧化鎂濾（lǜ）餅，再將其在煆燒爐(或轉爐)中加熱至8001000℃，氫氧化鎂（měi）生成輕質氧（yǎng）化鎂。

(4)重燒得高純（chún）鎂砂將上述（shù）氧化鎂經過壓製成球（qiú）形，然後放入到高（gāo）溫煆（duàn）燒爐(或豎窯爐)中進行重燒，得到氧化鎂純度為99%以上，密度（dù）在3.4g/cm3以上的高純鎂砂。

噴霧熱分解法生產高純（chún）鎂砂有一（yī）定的優點。如熱分解時間短，粉體燒（shāo）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（lì）於生產，生產（chǎn）成本（běn）較低。但此法也有缺點：因在（zài）噴霧熱分解中生成氯化氫氣體（tǐ），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（hé）濃縮有很大難度;粉塵捕集等對環境造成較大的汙染。

另外也（yě）簡單介（jiè）紹一下水氯鎂石直接鍛（duàn）燒（shāo）生產高純鎂砂，其主要反應為：

此生產法采（cǎi）用水氯鎂石直接煆燒生成高（gāo）純鎂（měi）砂，要達到高（gāo）純度，一定要對（duì）水氯鎂石原料進行淨化處理，使雜（zá）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（pǐn）中。

此外，副產品氯化氫（qīng）氣體對生（shēng）產設備有嚴重的腐蝕性。這同噴霧熱分解法是相似的。

4、電熔法生產高純鎂砂的（de）生產原理及生產方法

(1)生（shēng）產原理把采用鹵水純堿（jiǎn）法、鹵水碳銨法、鹵水氨水（shuǐ）法和鹵水石灰法生（shēng）產出的輕質氧化鎂，放入電熔爐中進（jìn）行電熔冶煉，得高純鎂（měi）砂。也可采（cǎi）用菱鎂礦經輕燒（shāo）製成輕燒（shāo）鎂（měi），然後把輕燒鎂放入電熔爐中（zhōng）進行電熔（róng）冶煉，最終得高純鎂砂。

(2)生產方法將（jiāng）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熔，電熔所得高（gāo）純鎂砂的含量可達99.9%，密度可達3.5g/cm3以上。產品的質量主要決定於（yú）電流電壓的大小（xiǎo），以及電熔的時間長短等。