镁砂用菱镁矿、水镁石或海水(卤水)制取的氢氧化镁,经高温烧结的碱性耐火原料。世界镁砂的年产量为900万t,其中结晶质菱镁矿约570万t,隐晶质菱镁矿约90万t,海水镁砂约240万t。
性质主要化学成分为MgO,矿物成分为方镁石等轴晶系,密度3.56~3.65g/cm3,莫氏硬度为5.5,熔点2800℃,在1800~2400℃显著挥发。纯方镁石无色,随着Fe2O3、CaO含量的增加色泽由浅变深,呈黄色、褐色、黑褐色。方镁石晶粒尺寸随煅烧温度的提高和保温时间的延长而相应地增大,其抗水化性和抗渣侵蚀性也相应增强。
镁砂中的杂质来源于菱镁矿中的白云石、滑石、透闪石、石英等,使镁砂含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO等杂质成分(海水镁砂中还有B2O3)。这些杂质使镁砂的高温强度降低,其影响程度若以Fe2O3为1计并与Cr2O3、Al2O3、B2O3相比,依次为1:3:11:70。
镁砂中的矿物相除方镁石之外,按CaO/SiO2比值的不同可以形成多种硅酸盐矿物,它们对镁砂制品的性能有不同的影响(表1)。
按照镁砂的化学组分可预测镁砂制品的质量和相组成,在计算其相组成时,只有当镁砂原料的均匀性和物料煅烧温度足以使相组成达到平衡时,这时计算得到的相组成才会与实验结果相符,而且物料的纯度愈高则愈相符合。
菱镁矿煅烧至。700℃分解排出CO2,至1000℃左右煅烧成轻烧镁石(苛性氧化镁),俗称苦土粉,其质地疏松、化学活性大。继续升高温度至1700~1800℃以上--,方镁石晶粒逐渐长大,体积收缩,密度增大,化学活性大为降低,即煅烧成为烧结镁砂。