高純武漢鎂砂是指（zhǐ）含量在99%以（yǐ）上(國內往（wǎng）往把氧化鎂（měi）含量大於98%的鎂砂稱（chēng）為高純鎂砂)，體積密度大於3.4g/cm3的燒結氧化鎂。高純鎂砂的生產方（fāng）法均以含鎂化合物為原（yuán）料，有的先製成輕質氧化鎂，經過（guò）電熔凝或重燒（shāo）(死燒)製得高（gāo）純鎂砂，也（yě）有的采用氯化（huà）鎂噴霧熱分解煆燒法生產高純鎂砂。以下是常用的（de）4種方法的工（gōng）藝及原理（lǐ）：

1、菱鎂礦生（shēng）產高純鎂砂

首先選取優質菱鎂礦，把菱（líng）鎂（měi）礦放入煆燒爐中進行煆燒，溫度控製在1000℃左（zuǒ）右(煆燒爐可（kě）采用反射爐、沸騰爐或（huò）豎窯爐（lú）)，生成輕燒氧化鎂粉（fěn）(也（yě）稱為輕燒鎂砂)，反應式如下：

將輕燒氧化鎂粉進行細磨，細（xì）磨可釆用雷蒙機，球磨（mó）機或高速粉碎（suì）機等。細磨到一定粒度，進行（háng）壓球。控製輕燒（shāo）粉細度是為了（le）增加壓球的（de）體密度;壓球采取高壓壓球（qiú）機或對（duì）輥壓球機。

將壓製成的輕燒鎂砂球放入高（gāo）溫爐中（zhōng）進行高溫燒結，高溫鍛燒爐的爐溫控製在16002000℃左右。在高溫煆燒過程中，隨著溫度升（shēng）高，氧化鎂體（tǐ）積（jī）逐漸收縮，密（mì）度（dù）增加，氧化鎂晶體（tǐ）發（fā）育（yù）長大，其組織結構越來越致（zhì）密，鍛燒完（wán）成後氧化鎂的體積密度可達3.4g/cm3以上。

目前國內（nèi）采用此法生產高純鎂砂的質量還不（bú）夠理想，氧化鎂含（hán）量更高（gāo）隻能達到98%左右，要（yào）使氧化鎂含量達到99%以上（shàng）比（bǐ）較困難。因天然菱鎂（měi）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（hé）物中分離，因而要使高（gāo）純鎂砂的純度（dù）進一步提高，存在（zài）著很多技術性問題，解決這些技術性因素將（jiāng）在生（shēng）產中提高生（shēng）產成本。

2、鹵水生產高純鎂砂的生產（chǎn）方法（fǎ）

用鹵水生產（chǎn）高純鎂砂，首先需要生產輕質氧化鎂。生產輕質氧化（huà）鎂的方法有鹵（lǔ）水碳銨法，鹵水純（chún）堿法，鹵水石灰法和鹵水氨法等（děng）。

(1)鹵水碳銨法主要（yào）反應式（shì）：

鹵水碳銨法是先將商水淨化，再以（yǐ）碳酸氫（qīng）銨作（zuò）沉澱（diàn）劑(碳酸氫銨價廉易得，沉澱效率高)進行反應，反應溫度（dù）控製在3550℃之間，生成堿式碳酸鎂（měi）沉澱，沉澱經洗滌、脫水、鍛（duàn）燒(溫（wēn）度控（kòng）製在800900℃左右)等（děng）步驟，製（zhì）得輕（qīng）質氧化鎂（měi）。將（jiāng）製得輕（qīng）質氧化（huà）鎂進行粉碎，並把輕質氧化鎂壓製成（chéng）球形（xíng）入高溫煆燒爐重燒，爐內溫度控製在16002000℃，氧化鎂物料在爐（lú）內停留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（shuǐ）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（chén）澱，然後（hòu）對堿式碳酸鎂沉（chén）澱進行洗滌、脫水（shuǐ），將脫盡水的堿式碳酸鎂（měi）放（fàng）入煆燒爐中進行鍛燒，煆燒溫度控製在900℃左右，得輕質（zhì）氧化鎂。將輕質氧化（huà）鎂粉碎，並用壓球機壓製成球形，然後入（rù）高溫鍛燒爐進（jìn）行重燒，重燒溫度控製在（zài）16002000℃之間，氧化鎂物料在爐內停留46h，得（dé）高純鎂砂。

(3)鹵水-氨法主（zhǔ）要反（fǎn）應式：

鹵水-氨法是采用淨化的鹵水加入（rù）堿性較弱的氨水作為沉澱劑，生成（chéng）氫氧化鎂沉澱。此法生成的氫氧化鎂結晶度高，沉降速度快，容易對氫氧化鎂沉澱結晶過濾和洗滌，易除去雜（zá）質離子，並且容易控（kòng）製產品質（zhì）量。把洗滌幹淨的氫氧化鎂脫去水分，放入煆燒爐中進行鍛燒，生成輕（qīng）質氧（yǎng）化鎂（měi）。將輕質氧化鎂粉碎並用壓球機製成球形，為了增加球形的壓實密（mì）度，采取（qǔ）在200℃左右壓製，然後將壓製球送入（rù）高溫（wēn）煆燒爐（lú）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（fǎ）主要反應式為：

鹵水石灰石法是先將石灰石或（huò）白雲石煆燒（shāo）成熟石灰(CaO)或白雲石熟料(MgO+CaO)，然後將（jiāng）熟石灰或白雲（yún）石熟（shú）料水化生成氫氧化鈣或（huò）氫（qīng）氧化鈣與氫氧化鎂混合料作為沉（chén）澱劑，並與鹵水進行沉澱反應，生成氫氧化鎂沉澱，將（jiāng）氫氧化鎂（měi）沉澱過濾，洗滌，然後將脫水氫氧（yǎng）化鎂進行（háng）煆燒得氧化鎂，再將（jiāng）氧化鎂壓球（qiú），放入高溫煆燒爐進（jìn）行重燒，溫度控製在16002000℃，最（zuì）終得高純鎂（měi）砂。

在高純鎂砂的生產過程中，提高產（chǎn）品的純度，有效降低有害雜質（zhì）的含量（liàng）是主（zhǔ）要的，以先製取高純度（dù）氧化鎂作為保證，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（wéi）原料生產輕質氧（yǎng）化鎂的幾種方法，因都在液相條件（jiàn）下進行反應，可通過加入沉（chén）澱劑，洗滌（dí）和化學精致等方法（fǎ）除去雜質離子，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（chún）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（chǎn）成本過高，能源消耗大（dà），生產工藝複（fù）雜，有許多技（jì）術難點與設備難點。

3、噴霧熱分解法生產（chǎn）高純鎂砂

噴霧熱（rè）分（fèn）解法（fǎ）生產高純鎂砂（shā）生產原理如下。

噴霧熱分解煆燒法生產高純鎂砂的生產原理是先將鹵（lǔ）水進一步濃（nóng）縮至一定濃（nóng）度，將濃縮（suō）鹵水直接噴入到熱分解反應爐中進行熱（rè）分解，煆燒後產出粗氧化鎂。因粗氧化鎂中含有未完全分解的（de）氯化物，可（kě）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，然後壓製成球形送入高溫鍛燒爐中重燒，最終（zhōng）得高純（chún）鎂砂，其純（chún）度可達99%以上。此法基（jī）本反應式如下（xià）：

生產方法如下所述。

(1)鹵水（shuǐ）的淨（jìng）化與濃縮鹵水的淨化主（zhǔ）要采用相應的（de）措（cuò）施除去在鹵（lǔ）水中的Fe2+、Na+、Ca2+、SO42-等雜質離子，除雜方（fāng）法可參照第（dì）3章工業氧化鎂。

將（jiāng）淨化的鹵水再進行濃縮至一定（dìng）濃度，使鹵（lǔ）水中氯化鎂的濃度（dù）在550g/L。

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

(3)粗製氧化（huà）鎂的水解和煆燒（shāo）熱分解後所得的粗製氧化鎂含有未分解的氯化鎂、氯化鈣（gài）和氯化鉀等一些（xiē）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（chú）去。因這些（xiē）氯化物都溶於水，並使（shǐ）得粗製氧化鎂全部水（shuǐ）解，生成氫氧化鎂。氫氧化鎂經過濾、脫水，得氫氧化鎂濾餅，再將其在煆燒爐(或轉爐)中加熱至8001000℃，氫氧化鎂（měi）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（zhì）成球形，然後放入到高溫煆燒爐(或豎窯爐)中進行重燒，得到氧化鎂純（chún）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（shēng）產高純鎂砂有一定的優（yōu）點。如熱分解時間短（duǎn），粉體（tǐ）燒結性能好，操作過程簡單，反應一次完成，並（bìng）且可連續進行，有利於生（shēng）產，生產成本（běn）較低。但此法（fǎ）也（yě）有缺點：因在噴霧（wù）熱分解中生成氯化氫氣體，對設備（bèi）腐蝕性大（dà），所以對設備的要求很高。另外，對氯化氫的吸收和濃縮（suō）有很大難度（dù）;粉塵捕集等對環境造成較（jiào）大的汙染。

另外也簡單介紹一下水氯鎂石直接鍛燒生產高（gāo）純鎂砂，其（qí）主要反應為：

此生產法采用水氯鎂石直接（jiē）煆燒生成高純鎂砂，要達（dá）到（dào）高純度，一定（dìng）要對（duì）水氯鎂石原料進行淨化處（chù）理，使雜質降低到最少。因原料含有雜質量較多，在煆燒（shāo）過程中易進入產（chǎn）品中。

此外，副產品氯化氫氣體對生產設備有（yǒu）嚴重的腐蝕性。這同噴霧熱分解（jiě）法是相似（sì）的。

4、電熔法生（shēng）產高純鎂砂的生產原理及（jí）生產方法

(1)生產原理把采用鹵水（shuǐ）純堿法（fǎ）、鹵水碳銨法、鹵水（shuǐ）氨水法和鹵水石灰（huī）法（fǎ）生產出的輕質氧（yǎng）化鎂，放入電熔（róng）爐（lú）中進行電熔冶煉，得高純鎂砂。也（yě）可采用菱鎂（měi）礦經輕燒製成輕燒鎂，然後把輕燒鎂放入電熔爐中（zhōng）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（chā）入電極，在控製一定的大電（diàn）流、低電壓的條件下進行（háng）電熔，電熔所得高純鎂砂（shā）的含量可達99.9%，密度可達3.5g/cm3以上。產品的質量主要（yào）決定（dìng）於電流電壓的大小，以及電熔的時間（jiān）長（zhǎng）短等。