本发明一种制备4N级氯化镁的方法以含镁的脱色制溴废液为料液、P507为萃取剂、TOPO为改性剂;由3个步骤段组成,分别为满载分馏萃取分离NaKMg/MgCaBaPbAlFe、满载分馏萃取分离NaK/Mg和分馏萃取分离Mg/CaBaPbAlFe;直接制备4N级氯化镁溶液。目标产品4N级氯化镁溶液的纯度为99.993%~99.998%,镁的收率为97%~99%。本发明具有产品纯度高、镁的收率高、试剂消耗少、分离效率高、工艺流程短、生产成本低等优点。