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我国青海省拥有极为丰富的盐湖水氯镁石资源,但长期以来并没有得到很好的利用,水氯镁石一般作为钾肥生产中的废弃物排放,造成了严重的资源浪费和环境污染,因此,盐湖镁资源的综合利用成为刻不容缓的任务。而镁系产品中因高纯镁砂具有高附加值、市场需求大等优点成为各国镁资源利用的研究热点,本研究以青海察尔汗盐湖水氯镁石为原料,开展了以氨法为基础的高纯镁砂制备工艺研究,解决了其难合成、难高纯化的关键技术问题,成功地合成出了MgO>99.5%,表观密度为3.55g/cm3的高纯镁砂产品,形成了较为经济、合理的工艺路线,为该地区钾肥生产中镁的综合利用问题提供了一条新的技术方法和工艺。 传统的氨沉淀法制Mg（OH）2侧重于氨体系中Mg2+浓度和加料时间对Mg（OH）2过滤性能影响的研究,未注意到Mg（OH）2晶体形成和生长环境对其过滤性能的重要影响,因而得到的产物Mg（OH）2过滤性能低,滤饼含水率高达30～40%,难以达到高纯Mg（OH）2的技术指标。本研究针对这一技术难题,认为Mg（OH）2沉淀反应体系提供的晶体生长环境对Mg（OH）2晶体的形成和生长、Mg（OH）2沉淀的过滤性能有重大影响。本课题研究出一种反向加料和料浆部分回返的新工艺,利用晶种和缓冲体系的双重效应,制备出结晶形态的高纯度Mg（OH）2沉淀,过滤性好,滤饼含水率仅为10～15%,为高纯镁砂的制备提供了性能优良的前驱体。 前人认为Mg（OH）2热分解动力学机理属单一的成核控制机理。本研究通过对Mg（OH）2热分解动力学的深入研究,发现Mg（OH）2的热分解是一较为复杂的过程,其热分解机理可分为两个阶段:低温段（280～397.8℃）热分解机理为成核控制机理,A3模型;高温段（T>397.8℃）为扩散控制机理,G-B模型。较为合理地解释了Mg（OH）2热分解反应后期热分解速率变慢的现象。本研究对计算Mg（OH）2热分解动力学参数FreemanCarroll法进行了改进,解决了Freeman-Carroll法求算动力学参数不准确的问题,计算更为简单、快捷、精确,对于一般的固体热分解反应具有普遍的意义,采用改进后的方法计算Mg（OH）2热分解活化能E为122kJ/mol,反应级数n为0.68。 本研究根据Mg（OH）2热分解机理研究结果,结合实验研究确定了最佳的高温煅烧及烧结工艺条件,认为轻烧氧化镁的物化性质对其烧结显微结构有较大影响,低温煅烧Mg（OH）2将提高MgO活性,增大烧结推动力,有利于MgO烧结的进行,高温烧结过程中,1600～1700℃是MgO发生烧结致密化的主要阶段,在1700℃后烧结进入后期,致密化缓慢,实验结果表明烧结温度为1700℃,烧结5小时获得的高纯镁砂ρapp为3.55g/cm3,粒度均一,显微结构较好。