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青海察尔汗盐湖蕴藏着丰富的镁资源，大量搁置的水氯镁石资源亟待利用。以水氯镁石为原料制备高纯氧化镁、无水氯化镁、金属镁等高值产品是提高镁资源利用效益的有效途径。水氯镁石热解过程研究对工艺设计与优化，控制产品纯度，节能降耗等十分重要。尤其在电解熔融氯化镁制备金属镁过程中，无水氯化镁吸水水解产生的物质，造成阴极钝化，增大了电解能耗。因此，研究MgCl2·6H2O热解机理与中间产物的结构演变，具有重要的理论意义和实际价值。 利用密度泛函理论，从分子层面研究水氯镁石热解机理，考察气氛对水氯镁石热解过程的影响。结果表明，MgCl2·nH2O(n=2，4，6)脱水表现为Mg-O键伸长至3.0(A)左右时发生断裂，游离的H2O完全脱离MgCl2·nH2O(n=1，2，4)需要更多的能量，导致脱水的反应活化能比反应焓变低。MgCl2·2H2O的脱水反应（9.38Kcal/mol）易于其水解反应(25.16Kcal/mol)，MgCl2·H2O的脱水反应(32.44 Kcal/mol)与水解反应(29.99 Kcal/mol)所需能量十分相近，且MgCl2·H2O分子间水解(30.07Kcal/mol)优于其分子内水解(65.78Kcal/mol)。 采用分子动力学模拟水氯镁石的热解过程，研究氯化镁水合物凝聚态下的反应现象。结果表明，随着氯化镁水合物含水量的降低，脱水所需温度逐渐增高。其中，MgCl2·2H2O的脱水与水解反应共存，且其脱水程度明显高于水解。利用基元反应的速率常数，验证MgCl2·6H2O脱水阶段的动力学，与实验值基本吻合。统计1000K模拟温度下MgCl2·H2O热解结果，发现主要的热解产物有H2O和HCl，不稳定中间体HO-MgCl2和H2OMgCl+，以及可能存在的中间产物MgCl2，HOMgCl和HOMg2Cl3。计算MgCl2·H2O热解反应动力学参数，得到其水解和脱水反应的活化能分别为39.93kJ/mol和43.29kJ/mol，指前因子分别为2.74×1012和3.19×1012。 通过高温原位XRD、SEM和TEM等技术，研究水氯镁石热分解过程中的晶体结构演化，结合热解动力学计算结果，提出新的分段式热分解微观机理，即热分解前期，主要表现为一维扩散机理，脱水产物与母体晶型一致，随着温度的升高，脱水产物结晶度下降，过渡为类SrO(Fm-3m(225))结构的中间体，最终转变为面心立方的MgO晶体，遵循重新成核与成长机理。利用Rietveld全谱拟合法对不同温度下的热解产物进行验证与定量分析，对原有成核与成长机理进行修正，指出MgOHCl经分解生成MgCl2和MgO;其中的无水氯化镁随着温度的进一步提升，与水反应最终也生成MgO。