本发明属菱镁矿开发技术领域，提供了一种利用低品位高钙菱镁矿制备轻烧氧化镁粉的系统和工艺，系统包括依次连接的矿石均化预处理系统、两段式回转窑、冷却余热回收装置、提升机和储存打包装置：矿石均化预处理系统对矿石进行酸软化处理，两段式回转窑分为预热段和煅烧段，煅烧段顶部烟气出口连接预热段进料口，使煅烧段高温烟气热量回用以预加热进料，预热段的加热通风管前端还包括对矿石改性喷淋的装置。本发明利用两次预处理工艺，降低碳酸镁分解温度，有效提升氧化镁转化率并减少游离氧化钙的含量，同时将矿石高温煅烧分解产生的热气用于矿石煅烧前的预热处理，降低了能量消耗和生产成本，并通过二氧化碳回收装置降低温室效应。