電(dian)弧熔爐生產(chan)電(dian)熔氧化鎂的(de)工藝流(liu)程主要包括(kuo)：原料配料、電(dian)弧熔融、破碎、選(xuan)別、粉碎、篩別、磁選(xuan)、分類包裝等。

(1)原料

我國有豐(feng)富(fu)的(de)優質菱(ling)(ling)鎂(mei)礦(kuang)石，氧化鎂(mei)含量(liang)高，又易于(yu)開(kai)采，因此(ci)，被廣泛用作電熔氧化鎂(mei)的(de)原(yuan)料。采用菱(ling)(ling)鎂(mei)石作原(yuan)料，碳酸(suan)鎂(mei)分解(jie)產生CO2氣體，由于(yu)有大量(liang)氣體從爐內排出影響著電熔過程(cheng)的(de)進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)結晶帶的(de)形成均(jun)有不利影(ying)響，由于大量塵(chen)料(liao)飛損，使(shi)物料(liao)損耗和能量消耗增(zeng)高(gao)，也惡化(hua)(hua)了車間生產環境。但由于優質菱(ling)鎂礦(kuang)石(shi)容易獲得(de)，價格很低廉，所(suo)以，仍是我國電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂用得(de)最(zui)多(duo)最(zui)廣(guang)泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石(shi)中氧化(hua)(hua)鎂(mei)的含量(liang)(liang)高低(di)和化(hua)(hua)學成分直接(jie)影響到電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的質量(liang)(liang)，同(tong)時在電(dian)熔(rong)過程中也直接(jie)影響到電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)得到的品(pin)級(ji)比(bi)例，因此(ci)，為(wei)了保證電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的質量(liang)(liang)和品(pin)級(ji)比(bi)例，必須(xu)對各種(zhong)礦石(shi)進(jin)行適(shi)當的配比(bi)后進(jin)行熔(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)石(shi)。我國的(de)遼(liao)寧省水鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)礦源非常豐富，水鎂(mei)(mei)石(shi)中氧化鎂(mei)(mei)含量高于菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)。它也是(shi)一種制造(zao)電(dian)熔凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)原(yuan)料(liao)，部分地區(qu)水鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)化學成分見表(biao)2。

表(biao)2水鎂石(shi)的化學成分(fen)/%

③輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)。以(yi)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)作為電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)原料，可以(yi)使生產(chan)環(huan)境得到改善，可以(yi)降低運輸費用。由(you)于電(dian)熔(rong)時排出氣體少，成(cheng)分也較(jiao)均(jun)勻(yun)，對(dui)提(ti)高(gao)電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)質量有利。

我國(guo)有一(yi)些電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂以輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂制成球(qiu)料入爐電熔。輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂含量達到(dao)98%，以此料能生產出白色大結(jie)晶電熔氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂。但(dan)由于(yu)成球(qiu)費用(yong)高，影(ying)響生產成本。目前，有的(de)廠家采用(yong)反(fan)射爐輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂，以一(yi)定的(de)粒度(du)加入熔爐電熔，電熔氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)質量比用(yong)菱鎂礦石好，成本又比用(yong)球(qiu)料作原(yuan)料時(shi)便宜，因而得到(dao)了(le)一(yi)定的(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)砂(sha)。為(wei)了某(mou)些電(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)特殊要求(qiu)，有時(shi)必須在電(dian)(dian)熔過程中(zhong)采用燒(shao)結鎂(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔原(yuan)(yuan)料(liao)(liao)，如(ru)采用海水鎂(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔原(yuan)(yuan)料(liao)(liao)，一(yi)般首(shou)先利用處理海水和(he)石灰乳作(zuo)用生產氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。用其他方法也(ye)可以(yi)制得輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(詳(xiang)見工業(ye)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)制取方法)，采用輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)為(wei)原(yuan)(yuan)料(liao)(liao)生產電(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)，極(ji)少量(liang)的(de)(de)雜(za)質(zhi)氣(qi)體(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于(yu)(yu)晶(jing)(jing)體的(de)(de)雜(za)質(zhi)，可明(ming)顯影(ying)響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)長大(da)。因為(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用在于(yu)(yu)增加晶(jing)(jing)界(jie)(jie)運(yun)動所需(xu)的(de)(de)能(neng)量(liang)。當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)體能(neng)量(liang)降(jiang)低，其降(jiang)低量(liang)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)(jie)面積(ji)成正比，所以(yi)必須提高晶(jing)(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)才(cai)能(neng)離(li)開(kai)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并且當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)(jie)面積(ji)相(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)必須變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)粒長大(da)的(de)(de)極(ji)限(xian)尺寸愈(yu)小。

另一方面為了降(jiang)低電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂的顯(xian)氣(qi)孔率，也(ye)應盡量減(jian)少(shao)原料氧(yang)化(hua)(hua)鎂的氣(qi)體排出，因此，采用燒(shao)結鎂砂電熔(rong)有其顯(xian)著優點。

⑤電熔氧(yang)化鎂單晶的化學(xue)原料質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是同(tong)原子(zi)(zi)(zi)和分子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)力(li)學本(ben)性如離子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺(chi)寸(cun)，離子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電位數值，離子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)外層結構等(deng)(deng)相關聯。而氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)離子(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)、質量和電荷、陽(yang)離子(zi)(zi)(zi)和陰離子(zi)(zi)(zi)之(zhi)間的(de)(de)結合特(te)性和強度、離子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極化(hua)作用、結晶(jing)構造等(deng)(deng)決(jue)定它是一(yi)高熔點(dian)化(hua)合物。

氧化(hua)鎂的熔點和結構(gou)參(can)數(shu)(shu)：陽離子(zi)(zi)半(ban)徑0.074mm;陰離子(zi)(zi)半(ban)徑0.53mm;結構(gou)類型(xing)NaCl;配位數(shu)(shu)6;有(you)效配位數(shu)(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造(zao)的(de)(de)最(zui)重要過(guo)(guo)程是由各種鎂(mei)質(zhi)原料，通(tong)過(guo)(guo)各種形(xing)式的(de)(de)加(jia)熱方(fang)法產生(sheng)(sheng)高(gao)溫使(shi)鎂(mei)質(zhi)材(cai)料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體。要使(shi)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融，必須消耗(hao)大量的(de)(de)熱能，以克服離子間(jian)的(de)(de)引力。通(tong)過(guo)(guo)強大電弧產生(sheng)(sheng)高(gao)溫而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)方(fang)法叫做電弧熔(rong)(rong)融法。這個融化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程一般包括熱的(de)(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大等一系列物理(li)化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)(guo)程。

①脫水過(guo)(guo)程。用水鎂石作原料有一脫水過(guo)(guo)程。水鎂石的主要成分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其(qi)脫水過(guo)(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程。用菱鎂(mei)(mei)礦作(zuo)為原料時(shi)有一個脫碳(tan)過程，脫碳(tan)過程包(bao)括兩個方面。一方面是菱鎂(mei)(mei)礦石的熱分解，菱鎂(mei)(mei)礦石的主要成分是碳(tan)酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方(fang)面，由于在(zai)電熔過(guo)(guo)(guo)程中往往在(zai)原料氧化鎂中加入石墨(mo)(mo)粉(fen)(fen)末添加物(wu)(助劑)，在(zai)電熔爐(lu)起動(dong)過(guo)(guo)(guo)程中需在(zai)三(san)電極(ji)(石墨(mo)(mo)電極(ji))的下(xia)端(duan)用石墨(mo)(mo)粉(fen)(fen)末鋪成三(san)角形(xing)或星(xing)形(xing)導線路，在(zai)通電過(guo)(guo)(guo)程中受(shou)熱燒損或完全燃燒除去石墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。熔(rong)化(hua)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)即氧(yang)化(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子(zi)和氧(yang)離子(zi)在(zai)強(qiang)電弧(hu)產生(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)能(neng)作(zuo)用下(xia)，克服單(dan)晶體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)(de)束縛(fu)，變成(cheng)能(neng)自(zi)由運動(dong)的(de)(de)(de)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。也就是說，氧(yang)化(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)到一定溫度(熔(rong)點)就會由固體(ti)變成(cheng)液(ye)體(ti)，叫熔(rong)化(hua)。在(zai)這一過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)需消(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)(de)(de)電能(neng)。據電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)生(sheng)產者對用水(shui)(shui)鎂(mei)石作(zuo)原料生(sheng)產電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)(de)比例(li)如下(xia)：氧(yang)化(hua)鎂(mei)晶體(ti)生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)(de)水(shui)(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電能(neng)損失(shi)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計(ji)數據可以看(kan)出，在(zai)電熔(rong)