高纯镁砂是选用天然特级菱镁矿石浮选提纯经轻烧、细磨、压球、超高温油竖窑煅烧而成。是制砖、不定形耐火材料优质原料。高纯镁砂生产工艺的全部设备均由国外引进。
镁砂可分为天然镁砂和海水镁砂或称合成镁砂两大类。天然镁砂主要 来自天然菱镁矿,但因原矿质量制约,难以获得高纯优质产品,至今海水镁砂 已成为工业发达国家所用镁砂的主要来源。菱镁矿中MgO的理论含量是 47.3%,其余的杂质有CaO、SiO2、铁分等,菱镁矿在空气中加热到700℃~ 800℃分解,称为“轻烧氧化镁”,进一步加热到1530℃以上则变成非活性方镁石成为硬烧氧化镁,称为“死烧镁砂”。工业生产用的合成海水镁砂是由海水和消化白云石制成的。将沉淀下来的Mg(OH)2煅烧,得到MgO,用于不烧成砖 的合成镁砂中钙硅比为0.3~0.5,高纯海水镁砂的钙硅比在1.7以上,其高温强度高。
镁砂中的方镁石晶粒之间的结构形式有两种:(1)硅酸盐结合(陶瓷结合):主晶相之间由低熔点的晶质或非晶质的硅酸盐联结在一起,是在液相参与下完成烧结的;(2)直接结合;高熔点晶粒相互直接接触所形成的一种结合,属于固态烧结,一般无液相参与烧结。直接结合的镁质制品具有高的高温机械强度、抗渣性及体积稳定性。
镁砂中的镁铁矿(MgO·Fe2O3,MF)可与方镁石形成固溶体,在1000℃时MF溶于方镁石不到1%,在1800℃时溶解度无限增大。进入方镁石晶格中的MF破坏晶格组织并增加内能,促使方镁石的结晶长大而提高镁砂的烧结性能。