高純襄陽（yáng）鎂砂是指含量在99%以上(國內往往把氧化鎂含量大（dà）於98%的鎂（měi）砂稱為高純鎂砂)，體積密度大於3.4g/cm3的燒結（jié）氧（yǎng）化鎂。高純鎂砂的生產方法均以含鎂化合（hé）物為原料，有的先製成輕質（zhì）氧化鎂，經過電熔凝或（huò）重燒(死（sǐ）燒)製得高（gāo）純鎂砂，也有的采用（yòng）氯化鎂噴霧（wù）熱（rè）分解（jiě）煆燒法生產高純鎂砂。以下是常（cháng）用的4種方法的工藝及原理：

1、菱鎂礦生產高純鎂砂

首先選取優質菱鎂礦，把菱鎂礦放入煆燒爐中進行煆燒（shāo），溫度控製在1000℃左右(煆燒爐可采用反（fǎn）射爐、沸（fèi）騰（téng）爐或豎窯爐)，生成（chéng）輕燒（shāo）氧化鎂粉(也稱為輕燒鎂砂)，反應（yīng）式如下：

將輕燒氧化鎂粉進（jìn）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（lì）度，進行壓球。控製輕燒粉細度是為了增加壓球的體密度;壓球采取高壓壓（yā）球機或（huò）對輥壓球機。

將壓（yā）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（huà）鎂晶（jīng）體（tǐ）發育長大，其組織結構（gòu）越來越致密，鍛燒完成後氧化鎂（měi）的體積密度可（kě）達3.4g/cm3以上。

目前國內（nèi）采用此法生產高純鎂砂（shā）的質量還不夠理（lǐ）想，氧化鎂含量更高隻（zhī）能達到（dào）98%左右，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等雜質，很難把這些（xiē）雜質從固相混合物中分離，因而要使高（gāo）純鎂砂（shā）的純度進一步提高，存在著很多技術（shù）性問題，解決這些技術性（xìng）因素將在生產中提高生產成本。

2、鹵水生產（chǎn）高純鎂（měi）砂（shā）的生產方法

用鹵水（shuǐ）生產高純鎂砂，首先需（xū）要生（shēng）產輕質（zhì）氧化鎂。生產輕質（zhì）氧化鎂的方法有（yǒu）鹵水碳銨法，鹵水純堿法，鹵水石灰法和鹵水氨法等。

(1)鹵（lǔ）水碳銨法主要反應式：

鹵水碳銨法是（shì）先將商水淨化（huà），再以碳酸氫（qīng）銨作沉澱劑(碳酸氫銨價廉易得，沉澱效率高)進行反應，反應溫度控製在（zài）3550℃之（zhī）間，生成堿式碳酸鎂沉澱，沉澱經洗滌、脫水、鍛燒(溫度控（kòng）製在800900℃左右)等步驟，製得輕質氧化鎂。將製得輕質氧化鎂進行粉碎，並把輕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℃，氧化鎂物料在（zài）爐內停留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（jìng）化的鹵水與沉澱劑碳（tàn）酸（suān）鈉進行反應，反應（yīng）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（háng）洗滌、脫水，將脫盡水的堿式碳酸鎂（měi）放入煆燒爐中進行鍛燒，煆燒（shāo）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（yā）球機壓（yā）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（huà）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（yòng）淨化的鹵水加入堿性較弱（ruò）的氨水作為沉澱劑，生成（chéng）氫氧化鎂沉澱。此法生（shēng）成的氫氧化鎂結晶度高，沉降（jiàng）速（sù）度快，容易對氫氧化鎂沉澱結晶過濾和洗滌，易除去雜質（zhì）離（lí）子，並（bìng）且容易控製產品質量。把洗滌幹淨的氫氧化鎂脫去水分，放入煆燒爐中進行鍛燒，生成輕質氧化鎂。將輕質氧化鎂（měi）粉碎並用壓球機製成球形，為了增加球形的壓實密度，采取在200℃左右壓製（zhì），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（shāo）)，製成高純鎂砂。

(4)鹵水-石（shí）灰石法主要反應式為：

鹵水石灰石法是（shì）先（xiān）將石灰石（shí）或白雲石煆燒成熟（shú）石灰(CaO)或（huò）白雲石熟（shú）料(MgO+CaO)，然後將熟石灰或白（bái）雲石熟料水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，並與鹵水進行沉澱反應，生成氫氧化鎂沉澱，將氫（qīng）氧化鎂沉（chén）澱過濾，洗滌，然（rán）後將脫水氫氧化鎂進行煆燒得氧化鎂，再將氧化（huà）鎂壓球，放入高溫煆燒爐進行重燒，溫度控製在16002000℃，最終得高（gāo）純鎂砂。

在（zài）高純鎂砂的生產過程中，提高產品的純度，有效降低有害雜質（zhì）的含量是主要的，以先（xiān）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（dào）高純的要（yào）求。

在上述用（yòng）鹵水為原料生產輕質氧化鎂的幾種方法（fǎ），因都在（zài）液相條件下進行反應，可通過加入沉澱劑，洗（xǐ）滌和化學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，一旦工藝確定，最終高純鎂砂純度可（kě）達（dá）到（dào）99.9%以上。另外用鹵水生（shēng）產高純鎂砂（shā）也有許多缺點與難點（diǎn），主要有生產成本過高，能源消耗大，生產工藝複雜，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（shāo）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（suō）鹵水直接噴（pēn）入到熱分解反應（yīng）爐中進行熱分（fèn）解（jiě），煆燒（shāo）後產出粗氧化鎂。因粗（cū）氧化鎂中含有未完全分解的氯化物，可采用水多次洗（xǐ）滌的方法除去可溶性（xìng）氯化（huà）物，使得粗氧化鎂完全水化生（shēng）成為氫氧化鎂。將過（guò）濾（lǜ）後（hòu）的氫氧化鎂濾餅鍛燒成輕（qīng）質氧化鎂，然後壓（yā）製成（chéng）球形送入高溫鍛燒爐中重燒，最終得高純鎂砂，其純度（dù）可達99%以上。此法基本反應（yīng）式如下：

生產方法如下（xià）所述。

(1)鹵水（shuǐ）的（de）淨化與濃縮鹵水的淨化主（zhǔ）要采用相應（yīng）的措（cuò）施（shī）除去在鹵水（shuǐ）中的Fe2+、Na+、Ca2+、SO42-等雜質離子，除雜方（fāng）法可（kě）參照（zhào）第3章工業氧化鎂。

將（jiāng）淨化的鹵水再進行濃（nóng）縮（suō）至（zhì）一定（dìng）濃度（dù），使（shǐ）鹵水中氯化鎂的濃度（dù）在550g/L。

(2)鹵水的熱分解將濃縮的氯化（huà）鎂（měi）溶液直接噴入熱反應爐（lú）中進行熱分解，熱分解（jiě）後得粗製氧化鎂。

(3)粗製氧（yǎng）化鎂的水解和煆（duàn）燒熱分解後所得的粗製氧化鎂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（zhì）氧化鎂中含有的氯化物可通過（guò）用水洗滌的方法除（chú）去。因這些氯化物都溶於水，並使得粗製（zhì）氧化鎂全（quán）部水解，生成氫氧化鎂。氫氧化鎂經過濾、脫水，得氫氧化鎂（měi）濾餅（bǐng），再將（jiāng）其在煆（duàn）燒爐(或轉爐)中加熱至8001000℃，氫氧化鎂生成輕質氧化鎂（měi）。

(4)重燒得高純鎂砂將上述氧化鎂經過壓製成球形，然後放入到高（gāo）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以上的高純（chún）鎂砂。

噴霧熱分解法（fǎ）生產高純鎂（měi）砂有一定的優點。如熱分（fèn）解時間短，粉體燒結性能好，操作過程簡單，反（fǎn）應一次（cì）完（wán）成，並且可連續進行，有（yǒu）利於生（shēng）產（chǎn），生（shēng）產（chǎn）成本（běn）較低。但此法也有缺點（diǎn）：因在噴霧熱分解中生成氯化氫氣體，對設備（bèi）腐蝕性（xìng）大，所以對（duì）設（shè）備的要求很高。另外，對氯（lǜ）化氫的吸收和濃縮有很大難度;粉塵捕集等對環境造成較大的汙染。

另外也簡單（dān）介紹一（yī）下水氯鎂石直接鍛燒生產高純鎂砂，其主要反應為：

此生產法采用水（shuǐ）氯鎂石直接煆燒生成高純鎂砂，要達到高純度，一定要對水氯（lǜ）鎂石原料進行淨化處理，使（shǐ）雜質降低到最少。因原料含（hán）有雜質量較（jiào）多（duō），在煆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有嚴重的（de）腐蝕性。這同噴霧熱（rè）分解法是（shì）相（xiàng）似的。

4、電熔法生（shēng）產高純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（jiǎn）法、鹵水碳銨法、鹵水氨水法和鹵水石灰法生產出的輕質氧化鎂，放入電（diàn）熔爐中進行電熔冶煉，得高純鎂砂。也可（kě）采用菱鎂礦經輕燒製成輕燒鎂，然後把輕燒鎂放入電（diàn）熔爐中進行電（diàn）熔冶煉，最終得（dé）高純（chún）鎂砂。

(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，在控製一定的（de）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（kě）達99.9%，密度可達3.5g/cm3以上。產品的質量主要決定於（yú）電流電壓的大小，以（yǐ）及電熔的（de）時間長短等。