高純（chún）中山鎂砂是指（zhǐ）含量在99%以（yǐ）上(國（guó）內往往把氧化（huà）鎂含量大於98%的鎂砂稱為高純鎂砂)，體積密度大於3.4g/cm3的燒結氧化鎂。高純鎂（měi）砂（shā）的（de）生產方法均以含鎂化合物為（wéi）原料，有的（de）先製成輕質（zhì）氧化鎂，經過電熔凝或重燒(死燒)製得高純鎂（měi）砂，也有的采用氯化鎂噴（pēn）霧熱分（fèn）解煆燒法生產（chǎn）高純鎂砂。以下是常用的4種（zhǒng）方（fāng）法的工藝及原理：

1、菱鎂礦（kuàng）生產（chǎn）高純鎂砂

首先選取優質菱鎂（měi）礦，把菱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（cǎi）用反射爐、沸騰爐或豎窯爐)，生成輕燒氧化鎂（měi）粉(也稱為輕（qīng）燒鎂砂)，反應式如下（xià）：

將輕燒氧化鎂粉進行細磨，細磨可釆用雷蒙機，球磨機或高速粉碎機等。細（xì）磨到一（yī）定粒度，進行壓球。控製輕燒粉（fěn）細度是為了增加壓球的體密度（dù）;壓球采（cǎi）取高壓壓球機或對輥壓球機。

將壓製成的輕燒鎂砂球放入（rù）高溫（wēn）爐中進行高溫燒結，高溫鍛燒爐的（de）爐溫控製在16002000℃左（zuǒ）右（yòu）。在高溫煆燒過程中，隨著溫度升（shēng）高，氧化鎂體積逐漸收縮，密度增加，氧（yǎng）化鎂晶體發育長大，其（qí）組織（zhī）結（jié）構越來越致密，鍛（duàn）燒完成後氧化鎂的體積（jī）密度（dù）可達（dá）3.4g/cm3以上。

目前國內采用此法生產高純鎂砂的（de）質量還不（bú）夠理想，氧化鎂含量更高隻能達到98%左右，要使氧化鎂含（hán）量達到99%以上比較困難（nán）。因天然菱鎂礦煆燒成的高純鎂砂中含有CaO，SiO2，Fe，B等（děng）雜質，很難把（bǎ）這些雜質從固相混合物中分（fèn）離，因而要使高純鎂（měi）砂的純度進一步提高，存在著（zhe）很（hěn）多技術性問題，解決這些技術性因素將在生產中提高生產成本。

2、鹵水生產高純鎂砂（shā）的生產方法

用鹵水生產高純鎂砂，首先需要生產輕質氧化鎂（měi）。生產（chǎn）輕質（zhì）氧（yǎng）化鎂的方法有鹵水碳銨（ǎn）法，鹵水純堿法，鹵水石（shí）灰法和鹵水氨法等。

(1)鹵水碳銨法主要反應（yīng）式：

鹵水碳銨法是先將商（shāng）水淨化，再以碳酸氫銨作沉澱（diàn）劑(碳酸氫銨價廉易得，沉澱效率高)進行反應，反應溫度控製在3550℃之間，生成堿式碳酸鎂沉澱，沉澱經洗滌、脫水、鍛燒(溫度控製在800900℃左右)等（děng）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形入高溫煆燒爐（lú）重燒，爐（lú）內溫度控（kòng）製在16002000℃，氧化（huà）鎂物料（liào）在爐（lú）內停留（liú）46h，得高純鎂砂。

(2)鹵（lǔ）水-純堿法主要反應式：

鹵水-純堿法是將淨化的鹵水（shuǐ）與沉（chén）澱劑碳（tàn）酸鈉進行反應，反應溫度控製在3550℃，生成堿（jiǎn）式碳酸鎂沉（chén）澱，然後對堿式碳（tàn）酸（suān）鎂沉澱進行洗滌、脫水，將脫盡水（shuǐ）的堿式碳酸鎂放入（rù）煆燒爐中進（jìn）行鍛燒，煆燒溫度控（kòng）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水作為沉澱劑，生成氫氧化鎂沉澱。此法生成的氫（qīng）氧化鎂（měi）結晶度高（gāo），沉降速度快（kuài），容易對氫氧（yǎng）化鎂沉澱結晶過濾和洗滌，易除去雜質離子，並（bìng）且容易控製產（chǎn）品質量。把洗（xǐ）滌（dí）幹淨的氫氧化鎂脫去水分，放（fàng）入煆燒爐中進行鍛燒，生成輕質氧化鎂。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，采取在200℃左右壓（yā）製，然後將壓製球（qiú）送入高溫煆燒爐中，溫（wēn）度控製在16002000℃之間重燒(死燒)，製成高純鎂砂（shā）。

(4)鹵水-石灰石法主要反應式為：

鹵水石灰（huī）石法是先將石灰石或白雲石煆（duàn）燒成熟（shú）石灰(CaO)或白雲石熟料(MgO+CaO)，然後將熟石灰或白雲石熟料水化生（shēng）成氫氧（yǎng）化鈣或（huò）氫氧化鈣與氫氧化鎂混合料作為沉澱劑，並與鹵（lǔ）水進行沉澱反應，生（shēng）成（chéng）氫氧化鎂沉（chén）澱，將氫氧化鎂沉澱過濾，洗滌，然後將脫水氫氧（yǎng）化鎂進行煆燒得（dé）氧化鎂，再將氧化鎂壓球，放入高溫煆燒爐進行重燒，溫度控製在16002000℃，最終得高純鎂（měi）砂。

在高純鎂砂的生產過（guò）程中，提（tí）高產品的純度（dù），有效降低有害雜質的含量是主（zhǔ）要的，以先製（zhì）取高（gāo）純度（dù）氧化鎂作為保（bǎo）證，最終高純鎂砂產品更容易達到高純的要求。

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，可通過加入沉澱劑，洗滌（dí）和化學精致等方法除去（qù）雜質離（lí）子，以保證堿式碳酸鎂或氫氧化鎂的純（chún）度，一旦工藝確定，最終高純鎂砂純度可達到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（zhǔ）要有生產（chǎn）成本過高，能源消耗大，生產工藝複雜，有許多技術難點與（yǔ）設備難點。

3、噴霧熱分解法生產高純鎂砂

噴霧（wù）熱分解法生（shēng）產（chǎn）高純（chún）鎂砂生產原（yuán）理如（rú）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）水進一步濃縮至一定濃度，將濃縮鹵水直接噴入（rù）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（měi）中含有未完全分解的氯化物，可采用水多次洗滌的方法除去可溶（róng）性氯化物，使得粗氧化鎂完全水化（huà）生成為氫氧化鎂。將過濾後的（de）氫氧化鎂濾（lǜ）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，最終得高純鎂砂，其純度可達99%以上（shàng）。此法基本反應式如下：

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施除（chú）去在（zài）鹵（lǔ）水中的Fe2+、Na+、Ca2+、SO42-等雜質離子，除雜（zá）方法可參照第3章工業氧化鎂。

將（jiāng）淨化的鹵水再進行濃（nóng）縮至（zhì）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（huà）鎂。

(3)粗製氧化鎂的水解和（hé）煆燒熱分（fèn）解後所得的粗製氧化鎂含有未（wèi）分解的氯化鎂、氯化鈣和氯化鉀等一些氯化物。對粗製氧化（huà）鎂中含（hán）有的氯化物可通過用水洗滌的方法除去。因（yīn）這些氯化物都溶於水，並使得粗製氧（yǎng）化鎂全部水解，生成（chéng）氫（qīng）氧化鎂。氫氧化鎂經過濾、脫水，得（dé）氫氧化鎂濾餅，再（zài）將其在煆燒爐(或轉爐)中加熱至8001000℃，氫氧化鎂生成輕質氧化鎂。

(4)重燒得高純鎂砂將上述氧化鎂（měi）經過壓製成球形，然後放入到高溫煆燒爐(或豎窯爐)中進行重燒，得到氧化鎂（měi）純度為99%以（yǐ）上，密度在3.4g/cm3以上（shàng）的高純鎂砂。

噴霧熱分解法（fǎ）生產高純鎂砂有一定的優點（diǎn）。如熱分解時間短，粉（fěn）體燒結性能好，操作過程簡單，反應一次完成，並且可連（lián）續（xù）進行，有利於（yú）生產（chǎn），生產成本較低。但此法也有缺點：因（yīn）在噴霧熱分解中生成氯（lǜ）化氫氣（qì）體，對（duì）設備腐蝕性大，所以（yǐ）對設備的要求很高。另外，對氯化（huà）氫的（de）吸收和濃縮有很大難（nán）度;粉塵捕集等對環（huán）境造成較（jiào）大的汙染。

另外也簡單介紹一下水氯（lǜ）鎂石直接鍛燒生產高純鎂砂，其主要反應為：

此（cǐ）生產（chǎn）法采用水氯鎂石直接煆燒生成高純鎂（měi）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。因原料含有（yǒu）雜質量較多，在煆（duàn）燒過程中易進入產品中。

此外，副產品氯化氫氣體對（duì）生產（chǎn）設備有嚴重的腐蝕性。這同噴霧熱分解（jiě）法是相似的。

4、電熔法生產高純鎂砂的生產（chǎn）原理及生產方法

(1)生產原（yuán）理把采用鹵水純堿法、鹵水（shuǐ）碳銨（ǎn）法、鹵水氨水法和（hé）鹵水（shuǐ）石灰法生產（chǎn）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（yòng）菱（líng）鎂礦經（jīng）輕燒製成輕燒鎂，然後把輕燒鎂放入電熔爐中進行電熔冶（yě）煉，最終得高純鎂砂。

(2)生產方法將輕質（zhì）氧化鎂或輕燒鎂粉，放（fàng）入電熔爐中，插入電極（jí），在控製一定的大電流、低電壓的（de）條件下（xià）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電流電壓的大小，以及（jí）電熔的時間長短等。