高純山東鎂砂是指含量在99%以上(國內往往把（bǎ）氧化鎂含量大於98%的鎂砂稱為高純鎂砂（shā）)，體積密度大於3.4g/cm3的（de）燒結氧化鎂。高純鎂（měi）砂的生產方法均以含（hán）鎂化合物為原料，有的先製成輕質氧化鎂（měi），經過（guò）電熔（róng）凝或重燒(死燒)製得高純鎂砂，也有的采用氯化鎂噴霧（wù）熱分解煆燒法生產高純鎂砂。以下是常用的4種方法的工藝（yì）及原理（lǐ）：

1、菱鎂礦生產高純（chún）鎂砂

首先選取優質菱鎂礦，把（bǎ）菱鎂礦放入煆燒爐中進（jìn）行煆燒，溫度控製在1000℃左（zuǒ）右(煆燒爐可（kě）采用反射爐、沸騰爐或豎窯爐)，生成（chéng）輕燒（shāo）氧化鎂粉（fěn）(也稱為輕燒鎂砂)，反應式如（rú）下：

將輕燒氧化鎂粉（fěn）進行細磨，細磨可（kě）釆用雷蒙機，球磨機（jī）或高速粉碎機等。細磨到一定粒度，進行壓（yā）球。控製（zhì）輕燒粉細度是為了（le）增（zēng）加壓球的體密度;壓球采取高壓壓球機或對輥壓球機。

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

目前國內采用此法生產高純鎂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（jiào）困難（nán）。因天然菱鎂（měi）礦煆燒成的高（gāo）純鎂砂中含有CaO，SiO2，Fe，B等雜質，很難（nán）把這些雜質從固相混合物中分離，因而要使高純鎂砂的純度進一步提高（gāo），存在著（zhe）很多技術性問題，解決這些技（jì）術性因素將在（zài）生（shēng）產中提高生產成本。

2、鹵水生產高純鎂砂的生產（chǎn）方法

用鹵水生產（chǎn）高純鎂（měi）砂，首先需要（yào）生產輕質（zhì）氧化鎂。生產輕質氧化鎂的方（fāng）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（yào）反應式：

鹵水碳銨法是先將商水淨化，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（fǎn）應，反應溫度控（kòng）製在3550℃之（zhī）間（jiān），生成堿式碳酸鎂沉澱，沉澱經洗滌、脫水、鍛（duàn）燒(溫度控製在800900℃左右)等步驟，製（zhì）得輕質氧化鎂。將製得輕質氧化鎂進行粉碎，並（bìng）把輕（qīng）質氧化鎂壓製成球形入高溫煆燒爐重燒，爐內溫度控製在16002000℃，氧化（huà）鎂物料（liào）在爐內停（tíng）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與沉澱劑碳酸鈉進行（háng）反應，反應溫度控製（zhì）在3550℃，生（shēng）成堿（jiǎn）式碳酸鎂沉澱，然後對堿式碳酸鎂沉澱進行洗（xǐ）滌、脫水，將脫盡水的堿式碳酸鎂放入（rù）煆燒爐（lú）中進行鍛燒，煆燒溫度控製在900℃左右，得輕質氧化鎂。將輕質氧化鎂粉碎，並用壓球機壓（yā）製成球（qiú）形，然（rán）後入高溫鍛燒（shāo）爐進行（háng）重燒，重燒（shāo）溫度控製在16002000℃之間，氧化鎂物料在爐內停（tíng）留46h，得高純鎂砂。

(3)鹵水-氨（ān）法主要反應式：

鹵水-氨法是（shì）采用淨化的鹵（lǔ）水加入堿性較弱的氨（ān）水作為沉澱（diàn）劑，生（shēng）成氫氧化鎂沉澱。此法生成的（de）氫氧化鎂結晶度高（gāo），沉降速度（dù）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，並且容易控（kòng）製產品質量。把洗滌幹淨（jìng）的氫氧化鎂脫去水分，放入煆（duàn）燒爐中進行鍛燒，生成輕（qīng）質氧化鎂。將輕質氧化鎂粉碎並用壓球機製（zhì）成球形，為了增（zēng）加球形的壓實密度，采取在200℃左（zuǒ）右壓（yā）製，然後將壓製球送入（rù）高溫（wēn）煆燒（shāo）爐中，溫度控製在16002000℃之間重燒(死燒)，製成高純（chún）鎂砂。

(4)鹵水-石灰石法主要反應（yīng）式為：

鹵水（shuǐ）石灰石法是先將石灰石或（huò）白（bái）雲石煆燒成熟石灰(CaO)或白雲石熟料(MgO+CaO)，然後將熟石灰或白雲石熟（shú）料水化生成氫氧化鈣或氫氧化鈣與氫（qīng）氧化鎂混（hún）合料作為沉（chén）澱（diàn）劑，並與鹵水進行沉澱反應，生成氫氧化鎂沉（chén）澱（diàn），將（jiāng）氫氧化鎂（měi）沉澱過濾，洗滌，然後（hòu）將（jiāng）脫水氫（qīng）氧化鎂進行（háng）煆燒得氧化鎂，再（zài）將氧化鎂壓球，放入高溫煆燒爐進行重燒，溫度控製在16002000℃，最終得高純鎂砂。

在高純鎂砂的生產過程（chéng）中，提高產品的純度，有效（xiào）降低有害雜質的含量是主要的，以先製（zhì）取高純度氧化鎂作為保證，最終高純鎂（měi）砂（shā）產品更（gèng）容易達到高純的要求（qiú）。

在上述用鹵水為原料生產輕質氧化鎂的幾種方法，因都在液相條件下進行反應，可通過（guò）加入（rù）沉澱劑，洗滌和化學精致等方法除去雜質離子，以保證（zhèng）堿式碳酸鎂或氫氧化鎂的純度，一旦（dàn）工藝確定，最終高純鎂砂純度可達到（dào）99.9%以上。另外用鹵水（shuǐ）生（shēng）產（chǎn）高純鎂砂（shā）也有許多（duō）缺（quē）點與難（nán）點，主要有生產成本（běn）過高，能源消耗大，生產工藝複雜（zá），有許多技術難點與設備難點。

3、噴霧熱分（fèn）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（chún）鎂砂的生產原理是先將鹵水（shuǐ）進一步濃縮至一定濃度，將（jiāng）濃縮鹵水直（zhí）接噴（pēn）入到熱分解（jiě）反應（yīng）爐中進（jìn）行熱分解（jiě），煆燒後（hòu）產出粗氧化鎂（měi）。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（fāng）法除（chú）去（qù）可溶（róng）性氯化物，使得粗氧化（huà）鎂完全水化生成為氫氧化鎂。將（jiāng）過濾後的（de）氫氧化鎂濾餅（bǐng）鍛燒成輕質氧化鎂，然後壓製成球形送入高溫鍛燒爐中（zhōng）重燒，最終得高純鎂砂，其（qí）純度可達99%以上。此法基（jī）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（cuò）施除（chú）去在鹵水中的Fe2+、Na+、Ca2+、SO42-等雜質離子，除雜方法可參照第3章工業氧化鎂。

將淨化的鹵水再進行濃縮（suō）至一定濃度，使（shǐ）鹵水中氯化鎂的濃度在550g/L。

(2)鹵水的熱分解將濃縮（suō）的氯化鎂（měi）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（yǎng）化鎂。

(3)粗製氧化（huà）鎂的水解和煆燒熱分解後所得的粗製氧化鎂含有未（wèi）分解（jiě）的氯化（huà）鎂、氯化鈣和氯化鉀等（děng）一些氯化物。對粗製（zhì）氧化鎂中含有的氯化物可通（tōng）過用（yòng）水洗滌的方法除去（qù）。因（yīn）這些氯化物都溶於水，並使得粗製氧化鎂全部水解（jiě），生成（chéng）氫氧化鎂。氫（qīng）氧化鎂經過濾、脫水，得氫氧（yǎng）化鎂濾餅，再將其在煆燒（shāo）爐(或轉爐)中加熱至8001000℃，氫（qīng）氧化鎂生成輕質（zhì）氧化鎂。

(4)重燒得高純鎂砂將（jiāng）上述（shù）氧（yǎng）化鎂經過（guò）壓製成球形，然後放入到高溫煆燒爐(或豎窯爐)中進行重燒（shāo），得到氧（yǎng）化（huà）鎂純度為99%以上，密度在3.4g/cm3以上的（de）高純鎂砂。

噴霧（wù）熱分解法生產高純鎂（měi）砂有一定的優點。如熱分解時間短，粉體燒結性能好，操（cāo）作過程簡單，反應（yīng）一次完成，並且可連續進行，有利於生產，生產成本（běn）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高。另外，對氯（lǜ）化氫的吸收和濃縮有很大（dà）難度;粉塵捕（bǔ）集等對環境（jìng）造成（chéng）較大的汙染。

另外（wài）也簡單介紹一下水氯鎂石（shí）直接鍛燒生產高純鎂砂，其主要反應為：

此生產法采用水氯鎂石直接煆（duàn）燒生成高純（chún）鎂砂，要達到高純度，一定要（yào）對水氯鎂石原料進行淨化處理，使雜質降低到最少（shǎo）。因原料含有雜質量較多，在煆燒過（guò）程中易（yì）進入產品中。

此（cǐ）外，副產品氯化氫氣體對生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（měi）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（tàn）銨法、鹵水氨（ān）水法和鹵水石灰法（fǎ）生產出（chū）的輕質氧化鎂（měi），放入電熔爐中進行（háng）電熔冶煉，得高純鎂砂。也可采用菱鎂礦經輕（qīng）燒（shāo）製成（chéng）輕燒鎂（měi），然後把輕燒鎂（měi）放入電熔爐中（zhōng）進行電熔（róng）冶煉，最終得高純鎂砂（shā）。

(2)生產方法將輕質氧化鎂或輕燒鎂粉，放入電（diàn）熔爐中，插入電極，在控製一定的大電流、低電壓的條（tiáo）件下進行電熔，電熔所得高純鎂砂的含量可達99.9%，密度可達3.5g/cm3以上。產品的質量主要決定於電流電壓的大小（xiǎo），以及電熔的時（shí）間（jiān）長短等。