我国新疆、青海、西藏等西部地区拥有极为丰富的盐湖资源,目前盐湖资源工业化规模利用主要是提钾盐,提钾后产生大量的卤水,其中含有丰富的镁资源(主要包括氯化镁和硫酸镁等),如新疆罗布泊盐湖卤水的MgCl2储量为5.86亿吨,青海察尔汗盐湖氯化镁储量为16.5亿吨。但是这些镁资源一般是作为废弃物排放,不仅未得到有效利用,还造成了严重的环境污染。而镁系产品中高品位镁化合物—高纯镁砂具有高附加值、市场需求量大等特点。因此,以盐湖镁资源为原料制备高纯镁砂不仅可以缓解国内镁砂需求,而且对于我国盐湖资源的可持续开发和综合利用具有深远的意义。论文以水氯镁石为原料,开展了纯碱法制备高纯镁砂的研究。由Na2CO3溶液与MgCl2溶液反应,制备得到不同组成和晶型的前驱体,再经轻烧、球磨、压片和烧结制备得到烧结镁砂。本文主要研究了不同前驱体和轻烧工艺对烧结镁砂性能的影响。研究的主要内容有：(1)从前驱体组成和晶型的角度出发,研究了前驱体的制备及不同组成和晶型的前驱体对烧结镁砂性能的影响；(2)由Na2CO3溶液和MgCl2溶液在不同条件下反应得到的前驱体有：三水碳酸镁(MgCO3·3H2O)和碱式碳酸镁(4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O)。本文从能量角度研究和比较了这两种前驱体的热分解行为及动力学,进而制备出高纯镁砂较合适的前驱体；(3)前驱体在轻烧过程中热失重和组成变化与TG分析的对比研究；(4)轻烧工艺对烧结镁砂性能的影响。论文得出的主要结论如下：(1)在不同反应温度和不同初始反应溶液pH值下,可以制备得到不同组成和形貌的前驱体。由这些不同的前驱体制备得到的烧结镁砂的性能基本相同,纯度均在99%以上,达到了规定的指标要求。烧结镁砂的体积密度、真气孔率和收缩率基本相同,而开口气孔率和闭口气孔率变化复杂。结果表明,烧结镁砂的性能与前驱体的组成、晶型无关。(2)利用TG数据研究了三水碳酸镁和碱式碳酸镁的热分解过程,并以此为依据,采用FWO法和KAS法计算了各个阶段的动力学参数,三水碳酸镁四个分解阶段的活化能分别为7.58kJ/mol、16.39kJ/mol、37.51kJ/mol和128.74kJ/mol,碱式碳酸镁三个分解阶段的活化能分别为18.27kJ/mol、22.41kJ/mol和70.79kJ/mol。结合Malek法中的“y(α)-α”关系曲线推断最概然机理函数法和积分法,得到了各阶段反应的机理函数,三水碳酸镁四个分解阶段分别遵循以下机理：R2、F1.6、F2.9和A3,碱式碳酸镁三个分解阶段分别遵循以下机理：D1、C1.5和A1。最后可以计算得到相应的指前因子,三水碳酸镁四个分解阶段的指前因子分别为：3.36×103S-1、4.51×105s-1、2.27×109s-1和6.03×1015s-1,碱式碳酸镁四个分解阶段的指前因子分别为：9.78×103s-1、9.45×104S-1、2.59×108s-1。结合两种物质的DSC图比较了二者在相应分解阶段的吸热量和反应速率常数,从热力学和动力学角度分析了这两种物质对于制备MgO的异同。动力学和热力学的研究结果表明,MgCO3·3H2O分解所需的热量较低,且分解速率较快。因此,MgCO3·3H2O是制备高纯镁砂较合适的前驱体。(3)将轻烧过程中样品的失重量和FTIR与TG数据分析结果对比发现,FTIR与TG分析结果一致,进一步确定了MgCO3·3H2O和4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O在热分解过程中组成的变化。(4)轻烧温度和轻烧时间对镁砂的烧结性能有很大的影响,较高的轻烧温度和较长的轻烧时间不利于镁砂的烧结,制备烧结镁砂的最佳轻烧工艺为500℃,恒温2h。(5)烧结前氧化镁的团聚状态对烧结镁砂的性能有重要的影响。烧结前氧化镁团聚块尺寸越大,氧化镁的烧结性能越差,且其体积密度和收缩率较小。