二氧化鎂加工工藝的核心在于嚴格控制煅燒溫度與原料純度。通常采用菱鎂礦(MgCO3含量>45%)或水鎂石作為原料,經(jīng)過破碎至3-5mm粒度后進入多層爐或回轉(zhuǎn)窯,在700-1000℃下進行兩段式煅燒,首段脫除結(jié)晶水,二段分解碳酸鹽。需要重點關(guān)注煅燒氣氛控制,特別是二氧化碳分壓需維持在0.1-0.3MPa以避免過燒,此時轉(zhuǎn)化率可達92%以上。
濕法加工則采用鹽酸浸出工藝,將原料與20-30%濃度鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂溶液,經(jīng)過濾去除硅鈣雜質(zhì)后,加入氨水調(diào)節(jié)pH至8-9,沉淀出的氫氧化鎂經(jīng)洗滌后在動態(tài)煅燒爐(溫度450-600℃)中脫水轉(zhuǎn)化。這種方法能獲得粒徑D50在1-3μm的高活性粉體,比表面積可達80-120m2/g,但需注意控制氯離子殘留量(<0.01%)以避免腐蝕性問題。
對于電子級高純產(chǎn)品,通常采用鹵水-碳化法。將海水或鹵水經(jīng)石灰乳除雜后,通入二氧化碳生成堿式碳酸鎂,再經(jīng)1100℃以上高溫煅燒。關(guān)鍵控制點在于碳化壓力(0.5-0.8MPa)和煅燒時間(2-4h),可制得純度99.95%以上、鈉鉀含量均小于5ppm的特種材料,這種工藝的能耗約為傳統(tǒng)方法的60%,但設(shè)備投資較高。
現(xiàn)代工藝更注重副產(chǎn)品回收利用,比如在鹽酸法中加入石膏晶種可同步產(chǎn)出硫酸鈣,而在煅燒尾氣處理系統(tǒng)中配置碳酸化塔,能回收90%以上的二氧化碳用于再生產(chǎn)。最新的流化床閃蒸煅燒技術(shù)將停留時間縮短至30秒以內(nèi),配合余熱發(fā)電系統(tǒng)可使綜合能耗降低至1.2-1.5噸標煤/噸產(chǎn)品,顯著提升經(jīng)濟效益。