高純呼和浩特鎂（měi）砂（shā）是指含量在99%以上(國內往往把氧化鎂含量大於98%的鎂砂稱為高純鎂砂)，體積密度大於3.4g/cm3的（de）燒結氧化鎂。高純鎂砂的生產方法均以含鎂化合物為（wéi）原料，有的先製成（chéng）輕質（zhì）氧化鎂，經過電熔凝或重燒(死燒)製得高純鎂砂，也有（yǒu）的采用氯化鎂噴霧熱分（fèn）解煆（duàn）燒法生產高純（chún）鎂砂。以下是（shì）常用的4種方法的工藝（yì）及原理：

1、菱鎂礦（kuàng）生產高純鎂砂

首先選取（qǔ）優質菱鎂礦，把菱鎂礦放入煆燒爐中進行煆燒，溫度控（kòng）製在1000℃左右(煆燒爐可采用反射爐、沸騰爐或豎窯爐)，生成輕燒氧化鎂粉(也稱為輕燒鎂砂)，反應式如下：

將輕燒氧化（huà）鎂（měi）粉進（jìn）行細磨，細磨可（kě）釆用雷蒙機，球磨機或高速粉碎機等。細磨到（dào）一定（dìng）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或對輥壓球機。

將壓製成的輕（qīng）燒鎂砂球放入高溫爐中進行高溫燒結，高溫鍛燒爐（lú）的爐溫控製（zhì）在16002000℃左右。在高溫煆燒過程中，隨著（zhe）溫度（dù）升（shēng）高，氧化（huà）鎂體積逐（zhú）漸收縮（suō），密（mì）度增加，氧化鎂晶體發育長（zhǎng）大，其組織結構越來越致密，鍛燒完成後氧化鎂的體積密度可達3.4g/cm3以（yǐ）上。

目前國內采用此法生產高純鎂砂的質量還不（bú）夠理想，氧化（huà）鎂含量更高隻能達到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（fèn）離，因而要使高純鎂（měi）砂的純度進一步提高，存在著很多（duō）技術性問題，解決這些技術性因素將在生產中提高生（shēng）產成本。

2、鹵水（shuǐ）生產高純鎂砂的生（shēng）產（chǎn）方法

用鹵水生產高純鎂砂，首先需要生產輕質氧化鎂。生產輕質氧化鎂的（de）方法有鹵水碳銨法，鹵水純堿（jiǎn）法，鹵水石灰法和鹵水氨法等。

(1)鹵水碳銨法主要反應式：

鹵（lǔ）水碳銨法是先將商水淨化，再以碳酸（suān）氫銨作沉澱劑(碳酸氫銨價廉易得，沉澱效率高)進（jìn）行（háng）反（fǎn）應，反應（yīng）溫度控製在3550℃之間，生成堿式碳酸鎂（měi）沉澱，沉澱經洗滌、脫水、鍛燒(溫度控製（zhì）在800900℃左右)等步驟（zhòu），製得輕質（zhì）氧化鎂。將（jiāng）製得輕質氧化（huà）鎂進行粉碎，並把輕質（zhì）氧化鎂壓製成球形入高溫煆燒爐重燒，爐內（nèi）溫度控製在16002000℃，氧化鎂物料在爐內停留46h，得高（gāo）純（chún）鎂（měi）砂。

(2)鹵水-純堿（jiǎn）法主要反應式：

鹵水-純堿法是將淨（jìng）化的鹵水與沉澱劑碳酸鈉進行反應，反（fǎn）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（jìn）行洗滌、脫水（shuǐ），將脫盡水（shuǐ）的堿式（shì）碳酸（suān）鎂放入煆燒爐中進行鍛燒，煆（duàn）燒溫度控製在900℃左右，得輕質氧化鎂。將輕（qīng）質氧化鎂粉（fěn）碎，並（bìng）用壓球機壓製成球形，然後入高溫鍛（duàn）燒爐進行重燒，重燒溫度控製（zhì）在16002000℃之間，氧化鎂物料（liào）在爐內停留（liú）46h，得（dé）高（gāo）純鎂砂。

(3)鹵水-氨法主要（yào）反應式：

鹵水-氨法是采用淨化的鹵水加（jiā）入堿性較弱的氨水作為沉澱劑，生成氫氧化鎂沉澱。此（cǐ）法生成（chéng）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（guò）濾和洗滌，易除去雜質離子（zǐ），並且容易控製產品質量。把（bǎ）洗滌（dí）幹淨的氫氧化鎂脫去水分，放入煆燒爐中進行鍛（duàn）燒，生成輕質氧化鎂。將輕質氧化鎂粉碎並用壓球機製成球形，為了增加球（qiú）形的壓實密度，采取在200℃左右壓製（zhì），然後將壓（yā）製球送入（rù）高（gāo）溫煆燒爐中，溫度控製在16002000℃之間重燒(死燒)，製成高純鎂砂。

(4)鹵水-石灰石法主要反應式為：

鹵水石（shí）灰石法是先將石灰石或白（bái）雲石煆燒成熟石（shí）灰（huī）(CaO)或白雲石熟（shú）料(MgO+CaO)，然後將（jiāng）熟石灰或白雲石熟（shú）料水化生成氫氧化（huà）鈣（gài）或氫氧化鈣與氫氧化鎂混合料作為（wéi）沉澱劑，並與鹵水進行沉澱反應，生成氫氧化鎂沉澱，將氫氧化鎂沉澱過濾，洗滌，然後將脫水氫氧化鎂進行煆燒得氧（yǎng）化鎂，再將氧（yǎng）化鎂壓球，放（fàng）入高溫（wēn）煆燒（shāo）爐進行重燒，溫度（dù）控製在16002000℃，最終得高純鎂（měi）砂。

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

在上述用鹵水為原料生（shēng）產輕質（zhì）氧（yǎng）化鎂的幾種方法，因都在液相（xiàng）條件下進行反應，可通過（guò）加入沉澱劑，洗滌和化學精致等方（fāng）法除去雜質離子（zǐ），以保證堿式碳酸鎂或氫氧化鎂的純度，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（yě）有許多缺點與難點，主（zhǔ）要有生產成本過高，能源消耗大（dà），生（shēng）產工藝複雜（zá），有許多技術難（nán）點與（yǔ）設備難點。

3、噴霧熱分解法生（shēng）產高純鎂砂

噴霧熱分解法生（shēng）產高純鎂砂生（shēng）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（nóng）縮至一定（dìng）濃度（dù），將濃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（chū）粗氧化鎂。因粗氧化鎂中含有未完（wán）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（shǐ）得粗氧化鎂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，然後壓製（zhì）成球形送入（rù）高溫鍛燒爐中重燒（shāo），最（zuì）終得高純鎂砂（shā），其純度可達（dá）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淨化主要采用相應的措施除去在（zài）鹵水中的Fe2+、Na+、Ca2+、SO42-等雜（zá）質離子，除雜方法可（kě）參照第3章工業（yè）氧化鎂。

將淨化的（de）鹵水再進行（háng）濃縮至一定濃度（dù），使鹵水中氯化鎂的（de）濃度在（zài）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（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（de）粗製氧化鎂含有未分解的氯化鎂、氯化（huà）鈣和氯化鉀等一些氯化（huà）物。對粗製氧化鎂中含有的氯化物（wù）可通過用（yòng）水洗滌的方法除去（qù）。因這些氯化物都溶於（yú）水，並使得粗（cū）製氧化鎂全部水解，生成氫（qīng）氧化鎂。氫氧化鎂經過濾（lǜ）、脫水，得氫氧化鎂濾餅，再將其在煆燒爐(或轉爐)中加熱至8001000℃，氫（qīng）氧化鎂生（shēng）成輕質氧（yǎng）化鎂。

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

噴霧熱分解法生產高純鎂砂有一定的優（yōu）點（diǎn）。如熱分解時間短，粉（fěn）體燒結性能好，操作過程簡單，反（fǎn）應一次完成，並且可連續進行，有（yǒu）利（lì）於生產，生產（chǎn）成本較低（dī）。但此法也有缺點：因在噴霧熱分解中生成氯化氫氣體，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的汙（wū）染。

另外也簡單介（jiè）紹（shào）一下（xià）水氯鎂石直接鍛燒生產高（gāo）純鎂砂，其主要反應為：

此生產法采用水氯鎂石直接煆燒生成高純鎂砂，要達到高純度（dù），一定要對水氯鎂石原料進行淨化處理（lǐ），使雜質降（jiàng）低到最少。因原料含有雜質量較多，在煆（duàn）燒過程中易進入產（chǎn）品中。

此外（wài），副產（chǎn）品氯化氫氣（qì）體對生產設（shè）備有（yǒu）嚴重的腐蝕性。這同噴霧熱（rè）分解法是（shì）相似的。

4、電熔法生產高純鎂（měi）砂的生產原理及生產方法

(1)生產原理把采用鹵水（shuǐ）純（chún）堿法、鹵水碳銨法（fǎ）、鹵水氨水法和鹵水石（shí）灰法生產出的輕（qīng）質氧化（huà）鎂，放入電熔爐中進行電（diàn）熔冶煉，得高純鎂砂。也可（kě）采（cǎi）用菱鎂礦經（jīng）輕燒製成輕燒鎂，然後把輕燒鎂放入電（diàn）熔爐（lú）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（diàn）壓的條件下進行電熔，電熔所得高純鎂（měi）砂的含量可達99.9%，密度可達3.5g/cm3以上。產品的質量主要決定（dìng）於電流（liú）電壓的大小，以（yǐ）及電熔的（de）時間長短等。