高純吉林鎂砂是指含量在99%以上(國內往往把氧化鎂含量大於98%的鎂砂稱為高純鎂砂)，體（tǐ）積密（mì）度大於3.4g/cm3的燒結氧化鎂。高純鎂砂的生產方法均（jun1）以含鎂化合物為（wéi）原料，有的先製成輕質氧化鎂，經過電熔凝或重燒(死燒)製得高純鎂砂，也有的采用氯化鎂噴霧熱分解煆燒（shāo）法生產高純鎂（měi）砂。以下（xià）是（shì）常用的4種（zhǒng）方法的工藝（yì）及原理：

1、菱鎂礦生產高純鎂砂（shā）

首先選取優質（zhì）菱鎂礦（kuàng），把菱鎂（měi）礦放入煆燒爐中進行煆燒，溫度控製在1000℃左右(煆燒爐可采用反射爐、沸（fèi）騰爐或豎窯爐)，生成輕（qīng）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（jìn）行細磨，細磨可釆用雷蒙機（jī），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（fěn）細度是為了增加壓球的（de）體密度（dù）;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，高溫鍛燒爐的爐（lú）溫控製在（zài）16002000℃左右（yòu）。在高溫煆（duàn）燒過（guò）程中，隨著溫（wēn）度升高，氧化鎂體（tǐ）積逐漸收縮，密（mì）度增加，氧（yǎng）化鎂晶體發（fā）育長大，其組織結構越來越致密，鍛燒（shāo）完成後氧化鎂的體積密（mì）度（dù）可達3.4g/cm3以（yǐ）上。

目前國內采用此法生產高純（chún）鎂砂的質量還不夠理想，氧化鎂含量更高隻能達到98%左右（yòu），要使氧化鎂含量達到（dào）99%以上比（bǐ）較困難。因天然菱鎂礦煆燒成（chéng）的高純鎂砂中含有CaO，SiO2，Fe，B等雜質，很難把這些雜質從（cóng）固相混合物中分離，因而要使高純鎂砂的純度進一步提高（gāo），存在（zài）著很多（duō）技術性問（wèn）題，解決這些技術性因素（sù）將（jiāng）在生產中提高生產成本。

2、鹵水生產高純鎂砂的生產方法

用鹵水生產高純鎂砂，首先需要生產輕（qīng）質氧化鎂。生產輕質（zhì）氧化鎂（měi）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（fǎ）等。

(1)鹵水碳（tàn）銨法主要反應式：

鹵水碳銨法是先將商水淨化，再以碳酸氫銨作沉澱劑(碳酸氫銨價廉易（yì）得（dé），沉澱效（xiào）率高)進行反應，反應（yīng）溫度控製（zhì）在3550℃之間（jiān），生成堿式（shì）碳酸鎂沉澱，沉澱經洗滌、脫水、鍛燒(溫度控製在（zài）800900℃左右)等步驟，製得輕（qīng）質氧化鎂。將製得輕質氧化鎂進行（háng）粉碎，並把輕質氧化（huà）鎂壓（yā）製成球形入高溫煆燒爐重燒，爐（lú）內（nèi）溫度控製在16002000℃，氧化鎂物料在爐內停留46h，得高純鎂砂（shā）。

(2)鹵水-純堿法主要反應式：

鹵水-純堿法是將淨（jìng）化的鹵水與沉澱劑碳酸鈉進行反應，反應溫度控製在3550℃，生成堿式碳酸鎂沉澱，然（rán）後對堿式碳酸鎂沉（chén）澱進行洗滌、脫（tuō）水，將脫盡水的（de）堿式碳酸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。將輕質氧化鎂粉碎，並用壓球機壓製成球形，然後入高（gāo）溫鍛（duàn）燒爐進行重燒，重燒溫度控製在16002000℃之間，氧化鎂物料在爐內停留46h，得高純鎂砂。

(3)鹵水-氨法主要反應式：

鹵（lǔ）水-氨法（fǎ）是采用（yòng）淨化的鹵水加入堿性較弱的氨水作為沉（chén）澱劑，生成氫氧化鎂沉澱。此法生（shēng）成（chéng）的（de）氫氧化鎂結（jié）晶度高，沉降速度快，容易對氫氧化（huà）鎂沉（chén）澱結晶過濾和洗滌，易除去雜質（zhì）離子，並且容易（yì）控製產品質量。把洗滌（dí）幹淨的氫氧化鎂（měi）脫去水分，放入煆燒（shāo）爐中進行鍛燒，生成輕質氧化鎂。將輕質氧化鎂粉碎（suì）並用壓球機（jī）製成球形，為了增加球形的壓（yā）實密度，采取在200℃左右壓製，然後（hòu）將壓製球送入高溫煆燒爐中，溫度控製在16002000℃之間重（chóng）燒(死燒)，製成高純鎂砂。

(4)鹵水-石（shí）灰石法主（zhǔ）要反應式為：

鹵水石灰石法（fǎ）是先將石灰石或（huò）白雲石煆燒成熟石灰（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（huà）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，將氫氧化鎂沉澱過濾，洗滌，然後將脫水氫氧化鎂進行煆燒（shāo）得（dé）氧化鎂，再將氧化（huà）鎂壓（yā）球，放入高溫煆燒（shāo）爐進行重燒，溫度控（kòng）製在16002000℃，最終得（dé）高純（chún）鎂砂。

在高純鎂砂的生產過程中，提高產品的（de）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（měi）作為保（bǎo）證，最終高純鎂砂（shā）產品更容易達到高純的要求。

在上述用鹵水為原料（liào）生產輕質氧化鎂的幾種方法，因都在液相（xiàng）條件下（xià）進行反應，可通過加入（rù）沉澱劑，洗滌（dí）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（měi）的純（chún）度，一旦工藝確定，最終高純鎂砂純度可達到99.9%以上。另外（wài）用鹵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（néng）源消耗（hào）大，生產工（gōng）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鎂砂生產原理如下。

噴霧熱分解煆燒法生產（chǎn）高純鎂砂的生產原理是先將鹵水進一步濃縮至一定濃度，將濃縮鹵水直接噴入到（dào）熱分解反應爐中進行熱分解，煆燒後產出粗氧化鎂。因粗氧化鎂中含有未（wèi）完全分解的氯化物，可采用水多次洗滌的方法除去（qù）可溶性氯化物，使（shǐ）得粗（cū）氧化鎂完全水化生成為氫氧化鎂。將過濾後的氫氧化鎂（měi）濾餅鍛燒成輕（qīng）質氧化鎂，然後壓製成球形送入（rù）高溫鍛燒（shāo）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（shēng）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水中的Fe2+、Na+、Ca2+、SO42-等雜質離子，除雜方法可參照第3章（zhāng）工業（yè）氧化鎂。

將淨化的鹵水（shuǐ）再進行濃縮（suō）至一（yī）定濃度，使鹵水中氯化鎂的濃度在550g/L。

(2)鹵水的熱分解（jiě）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（cū）製氧化鎂（měi）。

(3)粗製氧化鎂的水解和煆燒熱分解（jiě）後所（suǒ）得的粗製氧化鎂含有（yǒu）未分解的（de）氯（lǜ）化（huà）鎂、氯化鈣和氯化鉀等一些氯化物（wù）。對粗製氧化鎂中含有的氯化物可通過用水洗滌的方（fāng）法除去。因這些氯化（huà）物都溶於水，並使得粗製氧化鎂全（quán）部水（shuǐ）解，生成氫氧（yǎng）化鎂。氫氧化鎂（měi）經過濾、脫水，得氫氧（yǎng）化鎂濾餅，再將其（qí）在煆燒爐(或轉爐)中（zhōng）加熱至（zhì）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形，然後放入（rù）到高溫煆燒爐(或豎窯爐)中進行重燒（shāo），得到氧化鎂純度為99%以上，密度在3.4g/cm3以上的高（gāo）純鎂砂。

噴（pēn）霧熱分解法生產高（gāo）純鎂砂有一定的優（yōu）點。如熱分（fèn）解（jiě）時間（jiān）短，粉體燒結性（xìng）能好，操作過程簡單，反應一次完（wán）成，並且可連續進行，有利於生產，生產成本較低。但此法也（yě）有缺點：因在噴霧熱分解中生成氯化氫氣體，對（duì）設備腐蝕（shí）性大，所以對設備（bèi）的要求很高。另外，對氯化氫的（de）吸收和（hé）濃縮有很大難度;粉塵捕集等對（duì）環境造成較大的汙染。

另外也簡單介紹一（yī）下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（měi）石直接煆燒生成高（gāo）純鎂砂，要（yào）達到高純度，一定要對（duì）水氯鎂石原（yuán）料進行淨化（huà）處理，使雜質降低到最少。因原（yuán）料含有雜（zá）質量較多，在煆燒過程中易進入產（chǎn）品中。

此外（wài），副產品氯化氫氣（qì）體對生（shēng）產設備有嚴重的腐（fǔ）蝕性。這（zhè）同（tóng）噴霧熱（rè）分解法是相似的。

4、電熔法（fǎ）生產高（gāo）純鎂砂的生產原理及生產方法

(1)生產原理把采用鹵水純堿法、鹵水碳銨法（fǎ）、鹵水氨水（shuǐ）法和鹵水石灰法生產出的輕質氧化鎂，放入電熔爐中進行電熔冶煉，得高純（chún）鎂砂。也可采用菱鎂（měi）礦經輕燒製（zhì）成輕燒鎂，然後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（diàn）熔爐中，插入（rù）電極，在控製一定的大電流、低電（diàn）壓的條件下進行電熔，電熔所得高純鎂砂的（de）含量可達99.9%，密（mì）度可達3.5g/cm3以上。產品的質（zhì）量（liàng）主要決定於電流電壓的大小，以及電熔的時間長短等（děng）。