電弧熔爐生產電熔氧化鎂的工藝流程(cheng)主(zhu)要包括：原料配料、電弧熔融(rong)、破碎、選別、粉碎、篩別、磁(ci)選、分類包裝等。

(1)原料

我國有(you)豐(feng)富的優(you)質菱鎂(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)含量(liang)高，又易于(yu)開采，因此(ci)，被廣(guang)泛用作電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)的原料。采用菱鎂(mei)石作原料，碳酸鎂(mei)分(fen)解產生CO2氣體(ti)，由于(yu)有(you)大(da)量(liang)氣體(ti)從爐內排出影響著電(dian)熔過程的進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂的結晶帶的形成(cheng)均有不利影響，由于大量塵(chen)料(liao)飛損(sun)(sun)，使物料(liao)損(sun)(sun)耗和能量消耗增高(gao)，也惡化了(le)車間(jian)生(sheng)產環(huan)境。但由于優質菱鎂礦石(shi)容(rong)易獲得，價(jia)格很低廉，所以(yi)，仍是我國電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂用得最(zui)多(duo)最(zui)廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂礦。菱鎂礦石中氧化鎂的含量高低和化學成分(fen)直接(jie)影響(xiang)(xiang)到電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧化鎂的質(zhi)量，同時(shi)在電(dian)(dian)熔(rong)過程(cheng)中也直接(jie)影響(xiang)(xiang)到電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧化鎂得到的品級(ji)(ji)比例，因此，為了保證電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧化鎂的質(zhi)量和品級(ji)(ji)比例，必須對各(ge)種礦石進行(xing)適當的配比后(hou)進行(xing)熔(rong)煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)石。我國(guo)的(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)石的(de)礦(kuang)源非常(chang)豐富，水(shui)鎂(mei)石中氧(yang)化鎂(mei)含(han)量高(gao)于(yu)菱鎂(mei)礦(kuang)石。它(ta)也是一種制造電(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)原料，部分地區水(shui)鎂(mei)石的(de)化學成分見表2。

表2水(shui)鎂石的化學成分/%

③輕燒氧(yang)化鎂。以輕燒氧(yang)化鎂作(zuo)為電熔(rong)氧(yang)化鎂原料，可以使生產環境(jing)得到改善，可以降低運輸費(fei)用。由(you)于(yu)電熔(rong)時排出氣(qi)體少，成分(fen)也較均勻(yun)，對提高電熔(rong)氧(yang)化鎂質量有(you)利。

我(wo)國有一些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂以輕燒氧化(hua)鎂制成(cheng)球料(liao)入爐電(dian)(dian)熔(rong)。輕燒氧化(hua)鎂的(de)氧化(hua)鎂含量達(da)到(dao)98%，以此料(liao)能生產出白色大結晶電(dian)(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂。但由于成(cheng)球費(fei)用(yong)高，影響生產成(cheng)本。目(mu)前，有的(de)廠家采用(yong)反射爐輕燒氧化(hua)鎂，以一定的(de)粒度加入熔(rong)爐電(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂的(de)質量比(bi)用(yong)菱(ling)鎂礦石(shi)好，成(cheng)本又(you)比(bi)用(yong)球料(liao)作原料(liao)時便宜，因而得到(dao)了一定的(de)推廣(guang)。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)了某些電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特(te)(te)殊要求，有時必須在電(dian)熔過程中采(cai)用(yong)(yong)燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)熔原料(liao)，如采(cai)用(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)熔原料(liao)，一般首先利用(yong)(yong)處理海水和石(shi)灰乳(ru)作(zuo)用(yong)(yong)生(sheng)產(chan)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)，將(jiang)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成(cheng)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方(fang)法也(ye)可以(yi)制得(de)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(詳(xiang)見(jian)工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制取方(fang)法)，采(cai)用(yong)(yong)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原料(liao)生(sheng)產(chan)電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)(te)爾(er)(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)，極少量的(de)(de)雜質氣體(相(xiang))也(ye)屬于晶(jing)體的(de)(de)雜質，可明顯影響晶(jing)粒(li)的(de)(de)長大(da)。因為(wei)雜質相(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)在于增(zeng)加晶(jing)界(jie)(jie)運動(dong)所需的(de)(de)能(neng)量。當晶(jing)界(jie)(jie)與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)相(xiang)遇(yu)時，晶(jing)體能(neng)量降低(di)，其降低(di)量與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)橫截面(mian)積(ji)成(cheng)正比，所以(yi)必須提高晶(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)(jie)才(cai)能(neng)離開第(di)二相(xiang)繼續(xu)運動(dong)。并且當晶(jing)界(jie)(jie)與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)相(xiang)遇(yu)時，與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)橫截面(mian)積(ji)相(xiang)等(deng)的(de)(de)晶(jing)界(jie)(jie)必須變形，第(di)二相(xiang)數量愈多，晶(jing)粒(li)長大(da)的(de)(de)極限(xian)尺寸愈小(xiao)。

另一方面(mian)為了(le)降低電熔凝氧化(hua)鎂的顯(xian)氣孔率，也應盡(jin)量減少(shao)原料氧化(hua)鎂的氣體(ti)排出，因(yin)此，采(cai)用燒結鎂砂電熔有其顯(xian)著優點。

⑤電熔氧化鎂單(dan)晶的化學原(yuan)料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是(shi)同原子(zi)(zi)(zi)(zi)和分子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)(zi)力學本性如離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)半徑(jing)的(de)(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)位(wei)數值，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)外層結(jie)構等(deng)(deng)相關聯。而(er)氧化鎂的(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸、質量和電(dian)荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和陰離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)結(jie)合(he)特性和強(qiang)度、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極(ji)化作(zuo)用、結(jie)晶構造(zao)等(deng)(deng)決(jue)定(ding)它是(shi)一高(gao)熔點化合(he)物。

氧化鎂的熔點(dian)和結(jie)構參數(shu)(shu)：陽(yang)離(li)子半徑0.074mm;陰離(li)子半徑0.53mm;結(jie)構類型(xing)NaCl;配位(wei)數(shu)(shu)6;有效配位(wei)數(shu)(shu)8.5;密(mi)度(du)3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)(de)(de)最重要過(guo)程是由各種(zhong)鎂(mei)(mei)質原料(liao)，通過(guo)各種(zhong)形式(shi)的(de)(de)(de)加(jia)熱方法(fa)產生高溫使(shi)鎂(mei)(mei)質材(cai)料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)體。要使(shi)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)融，必(bi)須消耗大量的(de)(de)(de)熱能，以克服離子間的(de)(de)(de)引力。通過(guo)強大電(dian)弧(hu)產生高溫而(er)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)方法(fa)叫做電(dian)弧(hu)熔(rong)(rong)融法(fa)。這個(ge)融化(hua)(hua)(hua)過(guo)程一(yi)般包括(kuo)熱的(de)(de)(de)傳導、脫(tuo)水(shui)、脫(tuo)碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大等(deng)一(yi)系(xi)列物理化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)過(guo)程。

①脫水(shui)(shui)(shui)過(guo)程(cheng)。用水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石作原料有一脫水(shui)(shui)(shui)過(guo)程(cheng)。水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)主要成分是氫氧化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)(shui)(shui)過(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過(guo)程(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)作為原(yuan)料時有(you)一(yi)個(ge)脫(tuo)碳過(guo)程(cheng)，脫(tuo)碳過(guo)程(cheng)包括兩個(ge)方面。一(yi)方面是(shi)菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石的(de)熱(re)分(fen)(fen)解，菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石的(de)主要成分(fen)(fen)是(shi)碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于在電(dian)熔(rong)過程中往(wang)往(wang)在原料氧化鎂中加入石(shi)墨(mo)粉末添(tian)加物(wu)(助(zhu)劑)，在電(dian)熔(rong)爐起動過程中需在三電(dian)極(ji)(石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji))的下端用石(shi)墨(mo)粉末鋪成(cheng)三角形或(huo)星形導(dao)線路，在通(tong)電(dian)過程中受(shou)熱燒(shao)(shao)損或(huo)完全燃燒(shao)(shao)除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離(li)子和(he)氧(yang)(yang)離(li)子在強電(dian)弧產(chan)生(sheng)(sheng)的熱(re)(re)能(neng)作用下，克服單(dan)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)中的晶(jing)(jing)格能(neng)的束縛，變成(cheng)能(neng)自由(you)運(yun)動的過(guo)程。也(ye)就是說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)到一(yi)定(ding)溫度(熔(rong)(rong)點)就會由(you)固(gu)體(ti)(ti)變成(cheng)液體(ti)(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)。在這一(yi)過(guo)程中需消耗大量的電(dian)能(neng)。據電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)者對用水鎂(mei)石作原料生(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的熱(re)(re)平衡(heng)(heng)的衡(heng)(heng)算，熱(re)(re)消耗的比例如下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)消耗值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂(sha)生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)耗值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的水耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子表(biao)面(mian)散熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損(sun)失(shi)值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統(tong)計數據可(ke)以看出，在電(dian)熔(rong)(rong)