高（gāo）純濟南鎂砂（shā）是指含量（liàng）在99%以上(國內往（wǎng）往把氧化鎂含量（liàng）大於98%的鎂（měi）砂稱為高純鎂（měi）砂)，體積密度大於3.4g/cm3的燒結氧（yǎng）化鎂。高純鎂砂的（de）生產方法均以含鎂化合物為原料，有的先製成輕質氧化鎂，經（jīng）過（guò）電熔凝或重燒(死（sǐ）燒)製得高純鎂（měi）砂，也有的采用氯化鎂噴（pēn）霧熱分解煆燒法（fǎ）生產高純鎂（měi）砂。以下是常用的（de）4種方法（fǎ）的工藝及原理（lǐ）：

1、菱鎂礦生產高純鎂砂

首先選取優質菱鎂礦，把菱（líng）鎂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、沸騰爐或豎（shù）窯（yáo）爐（lú）)，生成輕（qīng）燒氧化鎂粉(也（yě）稱為輕燒鎂砂)，反應式如下：

將（jiāng）輕燒氧化鎂粉進行細磨，細（xì）磨可釆用雷蒙機，球磨機或高速粉碎機等。細磨到（dào）一（yī）定粒度，進行壓球。控製輕燒粉細度是為了增加（jiā）壓球（qiú）的體密度;壓球采取高壓壓球（qiú）機或對（duì）輥壓球機。

將壓製（zhì）成的輕燒（shāo）鎂（měi）砂球放（fàng）入高溫爐中進行（háng）高溫燒結，高溫鍛（duàn）燒爐的（de）爐溫控製在16002000℃左右。在高溫煆燒過程（chéng）中，隨著溫度升高，氧（yǎng）化鎂體積逐漸收縮，密度增加，氧化鎂晶體發育長大，其組織結構越來越致密（mì），鍛燒完成後氧化鎂的體積密度可達3.4g/cm3以上。

目前國內采用此法生產高純鎂（měi）砂的質量還不夠理想，氧化鎂（měi）含（hán）量（liàng）更高（gāo）隻能達到98%左右，要（yào）使氧化鎂含量（liàng）達到99%以上比較困（kùn）難。因天然（rán）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（zài）生產中提高生產成本。

2、鹵水（shuǐ）生產高純鎂砂的生產方法（fǎ）

用鹵水生產高純鎂砂，首（shǒu）先（xiān）需要生產輕質氧化鎂。生產輕質氧化鎂的方法有鹵水碳銨法，鹵水純堿法，鹵水石灰法和鹵水氨法等。

(1)鹵水碳銨法主要反應式：

鹵水碳銨法是先將商水淨化，再以碳酸氫（qīng）銨作沉澱劑(碳酸氫銨價（jià）廉易得，沉澱效率高)進行反應，反應溫度控製在（zài）3550℃之間，生成堿式碳酸鎂沉澱，沉澱經（jīng）洗滌、脫水（shuǐ）、鍛燒(溫度控製在800900℃左（zuǒ）右)等步驟（zhòu），製得輕質氧化（huà）鎂。將製（zhì）得輕質氧化鎂進行粉碎，並把輕（qīng）質氧化鎂壓（yā）製成球形入高溫煆燒爐重燒，爐內溫度控製在16002000℃，氧化鎂物料在（zài）爐內停留（liú）46h，得高純鎂砂。

(2)鹵水-純（chún）堿法主要反應式：

鹵水-純堿（jiǎn）法（fǎ）是將淨化（huà）的鹵水與沉澱劑（jì）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、脫水，將脫盡水的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（qīng）質氧化鎂粉碎，並用壓球機壓製成球形，然後入高溫鍛燒爐進行重燒，重燒溫度控製在16002000℃之間，氧化鎂物料在（zài）爐內停留46h，得高純鎂砂。

(3)鹵水-氨法主要反應式：

鹵水-氨法是采用淨化的鹵水加入堿性較弱的氨（ān）水作為沉澱劑，生成氫氧化鎂沉（chén）澱。此（cǐ）法生（shēng）成（chéng）的氫氧化鎂結晶度高，沉降速度快，容易對氫氧（yǎng）化鎂沉澱結晶過濾和洗滌，易除去雜質離子（zǐ），並且容易控製產（chǎn）品質量。把洗（xǐ）滌幹淨的氫氧化（huà）鎂脫去水分，放入煆（duàn）燒（shāo）爐中進行鍛燒，生成輕質氧（yǎng）化鎂。將輕質氧化（huà）鎂粉碎並用壓球機製成球形，為了增加球形的壓實密度（dù），采（cǎi）取在200℃左（zuǒ）右壓製，然後將壓製球送入高溫煆（duàn）燒爐中，溫度控製在16002000℃之間重燒(死燒)，製成高純鎂砂。

(4)鹵水（shuǐ）-石灰石法主（zhǔ）要反應式為：

鹵水石（shí）灰石法是先將石灰石或白雲石煆燒成熟石灰(CaO)或白雲石熟料(MgO+CaO)，然後（hòu）將熟（shú）石灰或白雲石熟料水（shuǐ）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（jìn）行沉澱反應，生成氫氧化鎂沉澱，將氫氧化鎂沉（chén）澱過濾，洗（xǐ）滌，然（rán）後將脫水氫氧化鎂進行煆燒得氧化鎂，再（zài）將氧化鎂壓球，放入高溫煆燒爐進（jìn）行重燒，溫（wēn）度控製（zhì）在（zài）16002000℃，最終得高純鎂砂。

在高（gāo）純（chún）鎂砂的生產（chǎn）過程中，提高產品的純度，有效降低有（yǒu）害雜質的含量是主要（yào）的，以先製取高純度氧化鎂作為保證（zhèng），最終高純鎂（měi）砂（shā）產品更容易達到高純的要求。

在上述用鹵水（shuǐ）為原料生產輕質氧化鎂的幾種方法，因（yīn）都在液相條件下（xià）進行反應，可通過加入沉澱（diàn）劑，洗滌和化學（xué）精致等方法除去雜質離子，以（yǐ）保證堿式碳酸鎂或（huò）氫氧化鎂的純度，一旦工藝（yì）確定，最終高純鎂（měi）砂純度可達到（dào）99.9%以上。另外用鹵水生產高純鎂砂也有許多缺點與（yǔ）難點，主要有生產成本過高，能源消（xiāo）耗大，生產（chǎn）工藝複雜，有許多技術難點與設備難點（diǎn）。

3、噴霧熱分解法生產（chǎn）高純鎂砂

噴霧（wù）熱分解法生產高純鎂砂生（shēng）產原理如下。

噴霧（wù）熱分解煆（duàn）燒法生產高純鎂砂的生產原理是先將鹵水進一步濃縮至一（yī）定濃度，將濃縮鹵水直接噴入到熱分解反應爐中進行熱分解，煆燒後產出粗氧化鎂。因粗氧化鎂中（zhōng）含有未完全分解的氯化物，可采用水多（duō）次洗滌（dí）的方法除去可溶性氯化物，使得（dé）粗（cū）氧化鎂完全水化生成為氫氧化鎂。將過（guò）濾（lǜ）後的氫氧化鎂濾餅鍛燒成輕（qīng）質氧化（huà）鎂，然（rán）後壓製成球形送入（rù）高溫鍛燒爐中重燒，最終得高純鎂砂，其純度可達（dá）99%以上。此法基本反應（yīng）式（shì）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）工業氧化鎂。

將淨化的鹵水再（zài）進行濃縮至一定濃度，使鹵水中氯化鎂的（de）濃度在550g/L。

(2)鹵水的熱分解將濃（nóng）縮的氯化（huà）鎂溶液直接噴入熱反應爐中進行熱（rè）分解，熱分解後得粗製氧化鎂。

(3)粗製氧化鎂的水解和煆（duàn）燒（shāo）熱分解後所得的粗製氧化鎂（měi）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，並使得粗製氧化鎂全部水解，生成氫氧化（huà）鎂。氫氧化鎂經（jīng）過濾、脫水，得氫氧化鎂濾餅（bǐng），再將（jiāng）其在煆（duàn）燒爐(或轉爐)中（zhōng）加熱至8001000℃，氫（qīng）氧化鎂生成輕質氧化鎂。

(4)重燒（shāo）得高純（chún）鎂砂將上述氧（yǎng）化鎂經過（guò）壓製成球形，然後放入到高溫煆（duàn）燒爐(或豎窯（yáo）爐)中進行重燒，得到氧化鎂（měi）純度為（wéi）99%以上，密度在3.4g/cm3以（yǐ）上的高（gāo）純鎂砂。

噴霧熱分解法生產高純鎂（měi）砂有一定的優點。如熱分解時間（jiān）短，粉體燒結性能好，操作過程簡單，反應一次完成，並且（qiě）可連續進行，有利於生產，生產成本較低。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（hěn）高。另外，對氯化氫的吸收和濃縮有很（hěn）大難度（dù）;粉塵捕集等對環境造成較大的汙染。

另外也簡單介（jiè）紹一下（xià）水氯鎂石直接鍛燒生產（chǎn）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鎂砂，要達到高純度，一定要對水（shuǐ）氯鎂石原（yuán）料進行淨化處理（lǐ），使雜（zá）質降低到最少。因原料含有雜質量較多，在（zài）煆（duàn）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（bèi）有嚴重的腐蝕性。這同噴霧熱分解法是（shì）相（xiàng）似的。

4、電熔（róng）法生產高純（chún）鎂砂的生產原理及生產方法

(1)生產原（yuán）理把采用鹵水純堿法、鹵（lǔ）水碳銨法、鹵水氨水法和（hé）鹵水石灰法生產出的輕質氧化鎂，放入電熔爐（lú）中進行電（diàn）熔冶煉，得高純鎂砂。也可采用菱鎂礦經輕燒製成輕燒鎂，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（měi）砂。

(2)生產方法將輕質氧化鎂或（huò）輕燒鎂粉，放入電熔爐中，插入電極，在控（kòng）製一定的大電流、低電壓的條件下進行電熔，電熔所得高純鎂砂的含量可達99.9%，密（mì）度可達3.5g/cm3以（yǐ）上。產品的質量主要決定於電流電壓的大小，以及電熔的時間長短等。