镁砂粉是一种以氧化镁（MgO）为主要化学成分的碱性耐火材料，其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℃，由于杂质的存在，其熔点一般低于2000℃。镁砂的耐火度与其晶相以及杂质含量有关。

一，与镁砂有关的几种矿物和材料：

MgO：氧化镁是碱性氧化物, 具有碱性氧化物的通性，无臭、无味、无毒，是典型的碱土金属氧化物，化学式MgO。熔点为2852℃，沸点为3600℃，相对密度为3.58 （25℃）。溶于酸和铵盐溶液，不溶于酒精。暴露在空气中，容易吸收水分和二氧化碳而逐渐成为碱式碳酸镁，轻质品较重质品更快，与水结合在一定条件下生成氢氧化镁（即水化反应）。

方镁石：MgO氧化镁的矿物形式

碳酸镁：MgCO₃

菱镁矿：菱镁矿是碳酸镁MgCO3的矿物形式，理论组成(w%)：MgO 47.81，CO₂ 52.19。常常混有其它杂质，如氧化铁等。是生产镁砂粉的重要矿物来源。

此外，镁砂粉还可以通过海水提纯加工来制造，但在中国还不多见。

二，菱镁矿在加热过程中的变化和生成物：镁砂粉通常由菱镁矿在热作用下制成，在加热过程中随着温度的不同，会产生不同的产物：

1， 加热至约640℃时，开始分解为MgO和CO₂，再升温，氧化镁逐渐增多，700~1000℃时，形成轻烧菱镁矿，即所谓的轻烧镁。

2， 1400~1800℃时，MgCO₃完全分解，生成方镁石(MgO)，即硬烧菱镁矿，又称重烧菱镁矿、过烧菱镁矿，即常说的重烧镁。这一过程通常是在回转窑或竖窑内进行。

3， 2500~3000℃时，硬烧菱镁矿熔融，凝固后成为熔融氧化镁，又称电熔氧化镁，即常说的电熔镁。这一过程通常在电弧炉内进行。

三，轻烧镁、重烧镁和电熔镁的特性：

1， 轻烧镁是菱镁矿石在1000度以下烧结而成，生成的CO2全部逃逸出来，所得到的MgO是软质多孔疏松易结块的物质，与水结合后有很高的粘结性。

2， 重烧镁是轻烧镁或菱镁矿石煅烧到1550-1800度烧结而成，MgO以晶体形式存在，随煅烧温度的提高和保温时间的延长，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，其抗水化性和抗渣侵蚀性也相应增强，耐火度也逐步提高。耐火度随煅烧温度和保温时间的不同而变，从1600度到2000度不等。

3， 电熔镁砂是用精选的特A级天然菱镁石或高纯轻烧镁颗粒，在电弧炉中熔融制得。熔体自然冷却，使方镁石晶体从熔体中结晶、长大。由于采用高纯原料，硅酸盐杂质含量低，因此方镁石晶体的直接结合程度较高，由于熔渣侵蚀是从方镁石结晶界面开始的，因此电熔方镁石大结晶要比烧结镁砂方镁石的微晶的抗侵蚀性强得多。该产品纯度高，结晶粒大，结构致密，抗渣性强，热震稳定性好，是一种优良的高温电气绝缘材料，也是制作高档镁砖，镁碳砖及不定形耐火材料的重要原料。 耐火度可达到2200度以上，一些特制的大结晶电熔镁砂的耐火温度可以达到2400℃以上。

四，镁砂粉技术指标：

1，电熔镁砂：国家冶金行业标准TB/T 5225-2004 按照理化指标将电熔镁分为6个牌号

2，烧结镁砂：国家标准 GB/T 2273-2007 按照理化指标将烧结镁砂分为14个牌号

五，镁砂粉在铸造涂料中的应用

镁砂粉主要用于高锰钢铸件和其它碱性金属铸件的涂料。

1，耐火骨料与液态金属的酸碱属性：

涂料骨料的化学性能有酸性，碱性，中性之分，如，石英粉，锆英粉属酸性骨料，镁砂粉，镁橄榄石粉属碱性骨料，以Al₂O₃为主体的棕刚玉粉和白刚玉粉等骨料是中性。

金属液体也有酸碱属性之分，如，高锰钢和不锈钢类是碱性，灰铸铁和碳钢则是酸性。

如果涂料的骨料和液态金属的酸碱属性不匹配，则会发生化学粘砂，涂层无法剥脱。

2， 高锰钢液体呈碱性，而一般的锆英粉涂料和石英粉涂料呈弱酸性，在铸型界面与金属液体发生冶金化学反应，造成化学粘砂。镁砂粉属于弱碱性材料，抗碱性熔渣的能力强，适合于高锰钢铸件的生产。

3，白刚玉属于中性材料，与高锰钢不发生化学反应，因此白刚玉涂料是可以用于高锰钢铸造生产的，只是由于白刚玉的成本比镁砂粉高很多，现在高锰钢用的涂料还是以镁砂粉涂料为主。

4，涂料中使用的镁砂粉主要是电熔镁砂粉和重烧镁砂粉，常见规格为 MgO 含量 85% 至 95%，价格也相应有明显差别。

5，镁砂粉涂料的水解：氧化镁是碱性氧化物，暴露在空气中，容易吸收水分和二氧化碳而逐渐成为碱式碳酸镁，与水结合在一定条件下生成氢氧化镁（即水化反应）。作为涂料的骨料，如果发生水化反应，则会造成涂料沉淀，使用性能下降，涂料耐火度降低，产生粘砂、气孔等缺陷。 因此镁砂粉涂料不适合用水做溶剂，很少有水基镁砂粉涂料成功应用的报道。此外，镁砂粉原料在存储过程中要注意密封防潮，也要尽量避免长期储存。

不过MgO的水解反应较弱，反应很慢，且反应速度与反应条件有关系。在水分少、氧化镁纯度高、晶粒大，杂质少的条件下，反应相对不容易进行。

选用优质镁砂粉，同时在涂料中减少甚至不用水，可以使镁砂粉涂料的保质期达到半年以上。

6，镁砂粉用于铸造涂料时，应根据铸件的浇注温度、壁厚等条件，选择合适的镁砂粉类型（如电熔镁或烧结镁）及其等级。对于壁厚较小、对耐火性要求不高的高锰钢铸件，可适量添加镁橄榄石粉，以部分替代镁砂粉，从而降低成本