高純（chún）唐山鎂砂是指含量在99%以上（shàng）(國（guó）內往往把氧化鎂含量大於98%的鎂砂稱為高（gāo）純（chún）鎂砂)，體積密（mì）度大於3.4g/cm3的燒結氧化鎂。高純（chún）鎂砂（shā）的生產方法均以含鎂（měi）化合物為原料，有的（de）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（shā），也（yě）有的（de）采用（yòng）氯化鎂噴霧熱分解（jiě）煆（duàn）燒法生產高純鎂砂。以（yǐ）下是常用的4種方法的工藝及原理：

1、菱（líng）鎂礦生（shēng）產高純鎂砂

首先選取優質菱鎂礦，把（bǎ）菱鎂（měi）礦（kuàng）放入煆（duàn）燒爐中進行煆燒，溫度控製在1000℃左右(煆燒爐可采用反射（shè）爐、沸騰爐或（huò）豎窯爐)，生成輕燒氧化鎂（měi）粉(也稱為輕燒（shāo）鎂砂)，反應式如下：

將輕燒（shāo）氧化（huà）鎂粉進行細磨，細磨可釆用雷蒙機，球磨機或高速粉碎機等。細磨到一定粒度，進行（háng）壓球。控製輕燒粉細度是為了增加壓球的體密（mì）度;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（qiú）放（fàng）入高溫爐中進行高（gāo）溫燒結，高溫鍛燒爐的爐溫控製在（zài）16002000℃左右。在高溫煆燒過程中，隨著溫度升高，氧（yǎng）化鎂體積（jī）逐漸收縮，密度增加，氧化鎂晶體發（fā）育長（zhǎng）大（dà），其組（zǔ）織結構越（yuè）來越（yuè）致密，鍛（duàn）燒完成後（hòu）氧化鎂的體積密度可（kě）達（dá）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，氧化鎂含量更高隻（zhī）能達到98%左（zuǒ）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（zá）質，很難把這些雜（zá）質從固相混合（hé）物中（zhōng）分離，因而要使高純鎂砂的純度進（jìn）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（chéng）本。

2、鹵（lǔ）水生產高純鎂砂的生產方法

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

(1)鹵水碳銨法主要反應式：

鹵水碳銨法是先將商（shāng）水淨化（huà），再以（yǐ）碳酸氫銨作沉（chén）澱劑(碳（tàn）酸氫銨價廉易得，沉澱效（xiào）率高)進行反應，反應溫度（dù）控製在3550℃之間，生成堿式碳酸鎂沉澱，沉澱（diàn）經洗滌、脫水（shuǐ）、鍛（duàn）燒(溫度控（kòng）製在800900℃左（zuǒ）右)等步驟，製得輕質氧化鎂。將製得輕質氧化鎂進行粉碎，並（bìng）把輕質氧化鎂壓製成球（qiú）形入（rù）高溫煆燒爐重燒，爐內溫度控製在16002000℃，氧化鎂物料在爐內（nèi）停留（liú）46h，得高純鎂砂。

(2)鹵水-純（chún）堿法主要反應式：

鹵水-純堿法是將淨化的鹵水與沉澱劑碳酸鈉進行反應，反應溫度控製在（zài）3550℃，生成堿式碳酸鎂沉澱，然後（hòu）對堿式碳酸鎂沉澱進行（háng）洗滌、脫（tuō）水，將脫盡水（shuǐ）的堿式碳酸鎂放入煆燒（shāo）爐中進行（háng）鍛燒，煆燒溫度控製在900℃左右，得輕質氧化（huà）鎂。將輕質氧（yǎng）化鎂粉碎（suì），並用壓球機壓製成球形，然（rán）後（hòu）入高溫鍛燒爐進行重燒，重燒溫度（dù）控（kòng）製在16002000℃之間（jiān），氧化鎂物料在爐內停（tíng）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水作為沉澱劑，生成氫氧化鎂沉澱。此法生成的氫氧化鎂（měi）結晶度高，沉降速度快，容（róng）易對氫氧化鎂沉（chén）澱結晶過濾和洗滌，易除去雜質離子，並且容易控製產品質量。把洗滌幹淨的氫氧化鎂脫去水分，放（fàng）入煆燒爐中進行鍛燒（shāo），生成輕質氧（yǎng）化鎂。將輕質氧（yǎng）化鎂粉碎並用（yòng）壓（yā）球（qiú）機製成球形，為了增加球形的壓實密（mì）度，采取在200℃左右壓製，然後將壓（yā）製球送入高溫煆燒爐中，溫度控製在16002000℃之間重燒(死燒（shāo）)，製成高純（chún）鎂砂。

(4)鹵水-石灰石法主要反應式為：

鹵水石灰石法（fǎ）是先將石（shí）灰石或白雲石（shí）煆燒成（chéng）熟石灰(CaO)或白雲石熟料(MgO+CaO)，然後將（jiāng）熟石灰或白雲石熟料水化生成氫氧化鈣或（huò）氫氧化鈣與氫氧化鎂混合料作為沉澱劑（jì），並與鹵水進行沉澱反應（yīng），生成氫氧化鎂沉澱，將氫氧化鎂沉澱過（guò）濾，洗滌（dí），然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（wēn）煆燒爐進行重燒，溫度控製在16002000℃，最終得高純（chún）鎂砂。

在（zài）高純鎂砂（shā）的生產過程中，提高產品的純度，有效降（jiàng）低有害雜質的含量是（shì）主要的，以先製取高純度氧化鎂作為保證，最終高純鎂砂產品更容易達到高（gāo）純的要求。

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，可通過加入（rù）沉澱劑，洗滌和化學精（jīng）致等方法除去雜質離子，以保證堿式碳酸鎂或氫（qīng）氧化鎂的純度，一旦工藝（yì）確定，最（zuì）終高純鎂砂純（chún）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點，主要有生產成本過高，能源消耗大，生產工藝複雜（zá），有許多技（jì）術難點與設備難點。

3、噴（pēn）霧熱分解法生產高純鎂砂

噴霧熱（rè）分解法生產高純鎂砂生產原（yuán）理如下。

噴霧熱（rè）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縮至一定濃度，將濃縮鹵水直接噴入到熱分解反應爐中進行熱分（fèn）解，煆燒後產（chǎn）出粗氧化鎂。因粗氧化鎂中含（hán）有未完（wán）全（quán）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，使得粗氧化鎂完（wán）全水化（huà）生成為（wéi）氫氧化鎂。將過濾後的氫氧化鎂（měi）濾餅鍛燒成輕質氧化鎂，然後（hòu）壓製成球形送入（rù）高溫鍛燒爐（lú）中重燒，最（zuì）終得高純鎂砂，其純度可達99%以上。此法基本反應式如下：

生產方法（fǎ）如下所述。

(1)鹵水的淨化與（yǔ）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至一定濃（nóng）度，使鹵（lǔ）水（shuǐ）中氯化（huà）鎂的濃（nóng）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（háng）熱分解，熱分解後得粗製氧（yǎng）化（huà）鎂。

(3)粗製（zhì）氧化（huà）鎂的水解和煆燒熱分解後（hòu）所得的（de）粗製氧化鎂含有未分解的氯化鎂、氯化鈣和（hé）氯化鉀等一些氯化物。對粗製氧（yǎng）化鎂中含有的氯化物可通過用水洗滌的方（fāng）法除去。因這些氯化物都溶於水，並（bìng）使得粗製氧化鎂全部（bù）水解（jiě），生成氫氧（yǎng）化鎂。氫氧（yǎng）化鎂經過濾、脫水（shuǐ），得氫氧化鎂濾（lǜ）餅，再將其（qí）在煆燒（shāo）爐(或轉爐（lú）)中加熱至8001000℃，氫氧化鎂生成（chéng）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（xíng），然後放入（rù）到高溫煆（duàn）燒爐（lú）(或豎窯爐)中進行重燒，得到氧（yǎng）化鎂純度為99%以上，密（mì）度在3.4g/cm3以（yǐ）上的高（gāo）純鎂砂。

噴霧熱分解（jiě）法（fǎ）生產高純鎂砂有一定的優點。如熱分解時間短（duǎn），粉體燒結性能好，操作過程簡（jiǎn）單，反應一次完成，並且可連續進行，有利於生產，生產（chǎn）成本較低。但（dàn）此法也（yě）有缺點：因在（zài）噴霧熱分解中生成氯化氫氣體，對設（shè）備腐蝕（shí）性大，所以對設備的要求很高（gāo）。另外，對氯化氫的吸（xī）收和濃縮有很大難度;粉塵捕集等對環境造（zào）成較大的汙染。

另外也簡單介（jiè）紹一下水氯鎂石直接（jiē）鍛燒生產高純鎂砂，其主要反應（yīng）為：

此生產（chǎn）法（fǎ）采用水氯鎂石直接煆燒生成高純鎂砂，要（yào）達到高（gāo）純度，一定要對水氯鎂石（shí）原料進行淨化（huà）處理，使（shǐ）雜質降低到最少。因原料含有雜質量（liàng）較多，在煆燒過程中易進入產品中。

此外，副產品氯化氫（qīng）氣（qì）體對生產（chǎn）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（chǎn）高純鎂砂的生產原理及生產方法

(1)生產原理把采用鹵水（shuǐ）純堿法、鹵水碳銨法、鹵水氨水法和鹵水石灰法生（shēng）產出的（de）輕質氧化鎂，放入電熔爐中進行電熔冶煉，得高純鎂砂。也可采用菱鎂礦經輕燒製成輕燒鎂，然後把輕（qīng）燒鎂放入電熔爐中進行電熔冶（yě）煉，最（zuì）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（chā）入電極，在控（kòng）製一定的大電流、低電（diàn）壓（yā）的條件下進（jìn）行電熔（róng），電熔所得高純鎂砂的含量（liàng）可達（dá）99.9%，密度可達3.5g/cm3以上。產品的質量主要決定於電（diàn）流電壓的大小，以及電熔的時間（jiān）長短等。