鎂砂又稱燒結(jié)鎂砂。是菱鎂礦、水鎂石、海水氧化鎂等原料在1600~1900C下充分燒結(jié)的產(chǎn)物。其中由天然礦石燒成的稱為燒結(jié)鎂石；由海水氧化鎂燒成的稱海水鎂砂。可在豎窯、回轉(zhuǎn)窯中經(jīng)過一次燒成或采用二步鍛燒法燒成。主要成分為氧化鎂，另外還含有少量SiO2、CaO、Fe2O3和B2O3等。主晶相為方鎂石。密度3.50~3.65g/cm3。晶粒尺寸為0.02~0.05mm。顏色黃到褐色。具有良好的抗堿性渣侵蝕的能力。
 
1.輕燒鎂石與燒結(jié)鎂石
 
菱鎂礦經(jīng)800~1000C鍛燒的產(chǎn)物為輕燒鎂石；經(jīng)1600~1900C充分燒結(jié)的產(chǎn)物為燒結(jié)鎂石。
 
2.燒結(jié)鎂砂的C/S比值與礦物組成的關(guān)系
 
鎂砂中的雜質(zhì)，來源于菱鎂礦石。主要雜質(zhì)是CaO、Fe2O3、A12O3、SiO2,由于雜質(zhì)的存在，燒結(jié)鎂石中的礦物除方鎂石外，還有其他礦物。所形成的其他礦物視雜質(zhì)含量而定，主要取決于C/S比值（CaO/SiO2)。
 
3.燒結(jié)鎂砂的化學(xué)成分
 
燒結(jié)鎂砂的化學(xué)成分以MgO為主，次為SiO2、CaO。
 
4.鎂砂的技術(shù)條件
 
適用于制造鎂質(zhì)耐火材料用的燒結(jié)鎂砂。
 
現(xiàn)行國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：
 
優(yōu)質(zhì)鎂砂按理化指標(biāo)劃分為五個(gè)牌號(hào)：MS-98、MS--97a、MS-97b、MS96a、MS96b。優(yōu)質(zhì)鎂砂不得混入欠燒品和雜質(zhì)。顆粒組成為：0~30mm,其中小于1mm者不大于5%。


 
5.電熔鎂砂
 
電熔鎂砂又稱電熔氧化鎂。它是將菱鎂礦或燒結(jié)鎂砂在電弧爐中，經(jīng)2500C左右的高溫熔融，冷卻后再經(jīng)破碎而得的產(chǎn)品。其純度依原料純度而異。
 
電熔鎂砂的主晶相為方鎂石。方鎂石因從熔體中結(jié)晶出來，所以品體粗大，晶體直接接觸程度高，結(jié)構(gòu)致密，高溫體積和化學(xué)穩(wěn)定性好，在大氣中抗水化性和抗渣性都較好。在氧化氣氛中，能在2300C以下保持穩(wěn)定，質(zhì)純者高溫力學(xué)性能也較好，可用作高檔鎂碳磚的主體原料。
 
6.海水鎂砂
 
海水鎂砂是由海水氧化鎂經(jīng)高壓成球或團(tuán)塊，再經(jīng)1600~1850℃爆燒而成的死燒鎂碼海水中金屬元素除鈉以外，鎂是最豐富的。每噸海水中含有2g氧化鎂。
 
(1)海水鎂砂的化學(xué)、礦物組成
 
海水鎂砂的純度較高，MgO含量大于95%,雜質(zhì)有Al2O3、SiO2、Fe2O3、B2O3等。前三種雜質(zhì)來源于沉淀劑白云石或石灰。B2O3是強(qiáng)熔劑。它對(duì)鎂砂高溫強(qiáng)度的影響比A12O3、CrO2、Fe2O3等氧化物危害性最大，其危害比率依次約為70:11:3:1。目前高純度的海水鎂砂B2O3小于0.1%。
 
海水鎂砂的主晶相是方鎂石，硅酸鹽相可通過調(diào)整鈣硅比（C/S)進(jìn)行適當(dāng)控制，或加入其他物質(zhì)以獲得不同成分的鎂砂。
 
海水鎂砂體積密度高，氣孔率低，其方鎂石晶粒直徑大，晶界數(shù)目少，因而高溫力學(xué)性能好。
 
7.鎂砂主晶相——方鎂石的性質(zhì)
 
純方鎂石無色，但因MgO-FeO形成連續(xù)固溶體，顏色發(fā)生變化，隨著FeO固溶量的不同，顏色的變化為無色一黃色一褐色一甚至暗黑色。
 
方鎂石常呈立方體、八面體或不規(guī)則粒狀，立方體解理完全，密度3.56~3.65g/cm',硬度為5.5,熔點(diǎn)為2800C,在1300~2400C顯著揮發(fā)：
 
MgO(s) Mg(g)1.0.(g)
 
MgO(s)=MgO(g)
 
熱膨脹系數(shù)大（0~1500C).a=14~15×10*/C,并隨溫度升高而增大。100C時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)，入=34.3W/(m·K)(29.52keal/(m·h·C)),1100C時(shí)入-6.7W/(5.76kcal/(m·h·C)),隨溫度的升高而下降。彈性模量較大，E-2.1×10'MPa(21×10*kgf/cm2)。晶格能大3933.0kJ/mol(940kcal/mol)。化學(xué)性穩(wěn)定，在高溫時(shí)（1540℃）氧化鎂和各種耐火材料之間（除硅磚）不起反應(yīng)或弱反應(yīng)，對(duì)含有CaO和FeO的堿性渣有極好的抵抗性，輕燒鎂石在常溫下易與水反應(yīng)，并產(chǎn)生體積膨脹（W=77.7%)。在高溫下，方鎂石（MgO)與水蒸氣有如下反應(yīng)：
 
方鎂石的晶粒尺寸隨鍛燒溫度的提高和保溫時(shí)間的延長(zhǎng)而增大，相應(yīng)地其抗水化性、抗渣侵蝕性等性能得到改善。生產(chǎn)中希望得到晶粒較大、彼此間接觸程度較高的方鎂石。
 
8.鎂砂的選擇
 
耐火材料的質(zhì)量在很大程度上取決于原料的質(zhì)量。制造鎂碳磚等耐火材料所用的鎂砂原料應(yīng)滿足如下要求：
 
1)鎂砂中MgO含量要高。MgO含量高，雜質(zhì)數(shù)量勢(shì)必較少。從而結(jié)構(gòu)中的硅酸鹽相數(shù)量也較少，因此可以降低方鎂石晶體被硅酸鹽分割的程度，即提高鎂砂顆粒中方鎂石晶粒間的直接結(jié)合，減弱熔渣對(duì)晶界的滲透。
 
2)高的鈣硅比（C/S)
 
3)低B2O2含量
 
4)燒結(jié)程度好，從而使鎮(zhèn)砂具有高體積密度、低氣孔率和方鎂石結(jié)晶大、晶體發(fā)育好的特點(diǎn)。