海水镁砂的工艺原理非常简单，但其工艺过程却比较复杂。因为海水并不是纯的镁盐溶液，而且找到十分纯净的石灰石或白云石也并不容易。生产海水镁砂需要大量处理海水，所以即使少量杂质带入，其影响也是很大的。如果海水镁砂不具有较高的纯度也就失去了优势。解决海水镁砂的纯度问题需要采取许多措施，因而其生产工艺也就比较复杂。
海水镁砂如图1为海水镁砂的工艺流程图，用泵抽取海水后，向管道内加硫酸在脱碳塔中脱除CO2，酸化的海水再进入海水预处理池脱除SiO2等杂质。经过处理后的海水进入反应器，与事先制备好的石灰乳充分反应生成Mg(OH)2沉淀。Mg(OH)2为胶凝物，沉淀极为困难，需向反应器中加晶种，促使Mg(OH)2结晶长大，加速沉降分离。为使沉降效果更好，在把Mg(OH)2絮状稀薄悬浮液打入沉降池时，向管道内加絮凝剂(聚丙烯酰胺)。沉淀的Mg(OH)2泥浆再进入洗涤池，用海水和清水两段逆流洗涤，浸出可溶性盐，然后把Mg(OH)2沉淀进行过滤，滤饼经轻烧、压球、死烧即成镁砂。
①原料
生产海水镁砂的原料主要是海水和石灰石。一般海水中物质的含量如表1所示。石灰石是海水镁砂中的SiO2、Al2O3、Fe2O3杂质主要来源。按理论计算，生产1吨镁砂需要2.5吨石英石，若石灰石中的杂质为1%，带入镁砂中则为2.5%。因此控制石灰石的质量特别重要。没有高纯的石灰石就无法生产出高纯的海水镁砂。生产MgO98%的镁砂，要求石灰石中的杂质含量在0.2%以下。
图1海水镁砂工艺流程图②脱碳
海水镁砂中CaO杂质含量的来源有三；海水、石灰和洗涤水。
1）海水脱碳海水中含HCO3-0.g/l，当加入Ca(OH)2时，HCO3-可与之反应生成CaCO3沉淀，从而对Mg(OH)2构成污染。为了阻止上述反应，必须预先除去HCO3-或CO32-。预先在海水中加入硫酸(酸法)或石灰乳(碱法)可达到脱碳目的。酸法更为常用。
2）尽量减少石灰中不溶于水的钙盐和残留CO2作为沉淀剂使用的石灰过烧时，CaO会与燃料灰分中的SiO2、Al2O3等形成不溶性盐，与Mg(OH)2—起沉淀，增加镁砂中的杂质含量。为提高石灰活性，应避免过烧，保留微量CO2(0.15%~0.3%)，但这部分CO2难以排除，一般均带入成晶镁砂中，增加CaO量0.25%~0.50%左右。
3洗涤水软化洗涤Mg(OH)2滤饼用的淡水中也含有一定量的钙盐，特别是其中的Ca(HCO3)2也会反应生成CaCO3沉淀，增加镁砂中CaO含量，故淡水使用前要加硫酸处理。
③脱硅(SiO2)
海水镁砂中SiO2来自石灰石和海水。降低石灰石中SiO2含量的主要措施是稍选石灰石，限制SiO2含量，根据SiO2在石灰石中的赋存状态，有的可以在反应过程中脱除一部分。海水中的SiO2主要赋存于固体悬浮物中，脱除方法是从酸化海水预处理器底部加入一定量的石灰乳，先生成一部分Mg(OH)2沉淀在底部形成一个胶体滤层，海水通过时悬浮的SiO2质粘附在滤层上而被脱除。
④脱硼(B2O3)
在镁砂中B2O3的危害最为严重，在本站文章B2O3对镁砂质量的影响及其脱除”将详细介绍。
⑤Mg(OH)2的生成反应及沉淀
Mg(OH)2生成反应是海水镁砂生产的重要阶段。要求生成粒度大小合适、沉淀性能这好的Mg(OH)2沉淀，力求石灰反应完全，防止其它物质与Mg(OH)2—起沉淀。
⑥洗涤与过滤
对Mg(OH)2沉淀进行过滤脱水。洗涤的目的在于洗除料浆中夹带的盐份MgCl2、NaCl等。