高纯镁橄榄砂一次颗粒直径较小，为0.1μm左右，其存在的问题是于浓缩机中的浓缩性、沉淀性、去除盐类以及过滤性。为此，通过氢氧化镁的晶种循环和添加凝结剂，使二次颗粒直径为2～3μm，问题得到解决。

镁橄榄砂的烧结工艺示于图5。根据镁橄榄砂的质量可分为一级烧结法和二级烧结法。从海水镁橄榄砂工业开发之初到1955年，一直是将氢氧化镁块直接投入烧成炉进行烧结。投入请氧化镁块，为了更好的提高烧结性，对添加矿化剂和高温烧成进行了研究。

1955年开始采用将氢氧化镁块干燥、加压成型后进行烧结的方法。随着氧化镁含量的提高，自1957年开始将氢氧化镁块轻烧，将所得氧化镁进行加压成型、烧结，以实现高密度化。轻烧路5使用的时候赫氏多膛焙烧炉和回转窑；成型机使用的是压球机等高压成型机；烧成炉使用的是竖窑和回转窑。氧化镁含量97%以下的镁橄榄砂在1500～1800℃进行烧结；98%以上的高纯镁橄榄砂在1900～2100℃进行烧结。

把海水-石灰反应时的高pH反应（碱性过剩反应），以此利用氢氧化镁中硼的分解性。镁橄榄砂烧结时逸散的方法是，在氢氧化镁中添加碳酸钠，通过反应，使硼成分散逸，降低B2O3含量。镁橄榄砂中的B2O3含量在降低耐火材料高温强度的同时，对高纯度镁橄榄砂的烧结性也有影响。在海水镁橄榄砂开发当初，MgO含量低、杂质多的低纯度镁橄榄砂，硼成分生成低熔点化合物，有利于镁橄榄砂的致密性。

但是，如果氧化镁含量高，在烧结的初期阶段，硼成分对促进方镁石的晶粒成长，有促进其后的烧结效果。上述的高pH反应生成的氢氧化镁，由于氢氧化钙的固溶和低B2O3含量的效果，有利于提高烧结性。这样通过丢高纯度和高体积密度化的研究，在质量方面海水镁橄榄砂要优于天然镁橄榄砂。