在耐火材料行业，将菱镁矿轻烧的氧化镁或海水、卤水法以化学法生产的轻质氧化镁在回转窑或竖窑中，于15002000℃温度范围内煅烧，使氧化镁通过晶粒长大和致密化，转变成几乎为惰性的镁砂称为烧结镁砂或重烧镁砂。

重烧镁砂

(1)生产工艺

根据原料的烧结特性和镁砂产品技术要求不同，在镁砂生产工艺上可采用一步煅烧或是二步煅烧工艺。镁砂的质量优劣主要是以氧化镁的含量、体积密度，CaO/SiO2比值和结晶大小来评价。当前国际市场上销售的镁砂分为六个等级，详见表1。

表1国际市场上镁砂等级划分

为了生产优质镁砂，一般采用提纯后的菱镁石精矿，送入轻烧炉中轻烧(10001100℃)，得轻烧(又称轻质)氧化镁，然后经过压球机压球，再在重烧窑中烧结的二步煅烧方法。二步煅烧常用如下三种方法。

烧结 镁砂

①多层炉——回转窑或竖窑法。

这是一种在多层炉中对菱镁石精矿[MgO或Mg(OH)2]进行轻烧，再在回转窑或竖窑中进行重烧，生产优质镁砂的方法。如比利时NESA公司采用浮选方法制得菱镁矿精矿(MgCO3)，由螺旋运输机把干燥后的菱镁矿精矿送入多层炉中，经过预热、轻烧和冷却，生产轻烧氧化镁。

多层炉由环形炉膛和竖式柱体所构成，炉子外径7850mm，共有12层，30个烧嘴，以重油为原料，轻烧温度为900℃。各层炉床具有交替或周边和中心漏料孔，物料利用安装在耙臂上的耙齿通过漏料孔从一层耙落到下一层。烧好的轻烧氧化镁用螺旋运输机供给双辊压球机，进料温度约为700℃，压球机辊约为750mm，辊宽约为320mm，辊额定转速为10.7r/min，调节范围为516r/min，总压力为3520kN，压球机转速在16r/min时，需要电动机功率为168kW，冷却水需要量为9m3/h，球呈杏核状，体积约710cm3，成品率为65%左右。压制出的球料送入竖窑中重烧，烧成温度为2000℃，烧好的料球从竖窑中排出，经过冷却器冷却到90℃左右便可运出。

朝鲜镁矿公司利用清津港附近的大型露天菱镁矿，采用浮选法制得菱镁石精矿后，用泵把矿浆送入9台盘式离心机脱水，脱水后的精矿由运输机送入8个中间料槽，供给4座多层炉轻烧，制得的轻烧氧化镁粉加入10%左右的水润湿，在不加结合剂的情况下采用4台压球机进行两段压球，先预压后再压死，为了增加强度，料球在移动式炉箅机上用来自回转窑中的废气进行预热和干燥，最后送入两条110m长的回转窑中重烧，烧成温度为1900℃。该公司每年可浮选菱镁精矿50×104t，生产优质镁砂20×104t。

②悬浮焙烧炉——回转窑或竖窑法。

国外采用普雷波尔型悬浮焙烧炉——回转窑或竖窑生产镁砂时，一般采用三级热交换器，将浮选精矿加热到接近轻烧温度后，送入悬浮焙烧炉中轻烧。制得轻烧镁粉后以700900℃的温度进入压球机，以15t/cm2的压力压成料球，由提升机将料球送到振动筛上。筛除粉料后，再把介于500750℃的料球装入回转窑或竖窑中重烧结，烧成温度18002000℃。出窑的烧结镁砂用移动式炉箅冷却器或圆筒冷却器，冷却到6080℃。

③回转窑——回转窑法。

这是一种在回转窑中轻烧，经过压球机压球，再在另一种回转窑中重烧的方法。希腊斯卡利斯梯里财团菲南夏尔矿业航运公司采用的回转窑，以1000℃轻烧菱镁精矿，制得轻烧氧化粉经过压球后，再在回转窑内以2000℃重烧，制得的烧结镁砂性能为MgO95%，体积密度3.43.5g/cm3。

(2)烧结镁砂性能

烧结镁砂的性能优劣，主要以MgO含量、颗粒体积密度和CaO/SiO2的比值来评价。一般要求镁砂中的MgO含量要高，杂质组分SiO2、CaO、Al2O3、Fe2O3要低。这样镁砂的主品相以方镁石为主、胶结物少、形成较好的方镁石直接结合结构。CaO/说SiO2比值决定镁砂中基质的相组成，理论上希望其质量的比值小于0.93或大于1.86。以便得到高熔点的矿物。

此外，CaO/SiO2低时，硅酸盐成为包围氧化镁晶体的膜或外壳；当CaO/SiO2高时，硅酸盐的成膜效应就不那么显著，硅酸盐成孤立状出现，而方镁石晶体则彼此直接结合，这对镁砂的高温性能有利。耐火材料行业普遍认为CaO:SiO2比小于3:1的镁砂不是上等质量的产品，CaO:SiO2=(3:1)(8:1)的镁砂才是市场上最受欢迎的产品，但也不能超出这一范围的极限值，因为它会带来副作用。烧结镁砂MgO含量越高，CaO、SiO2含量越低，CaO:SiO2比值越大，则烧结镁砂的高温强度，抗渣性及体积稳定性越好。一些国家的镁砂性能见表2所示。

表2—些国家的镁砂性能(实例)