電弧(hu)熔爐生產電熔氧化鎂的工藝流程(cheng)主要(yao)包(bao)括：原料配料、電弧(hu)熔融、破碎(sui)(sui)、選(xuan)別(bie)(bie)、粉碎(sui)(sui)、篩別(bie)(bie)、磁選(xuan)、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富的優質菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石，氧(yang)化鎂(mei)(mei)含(han)量(liang)高，又(you)易于開(kai)采，因此，被廣泛用作(zuo)電熔氧(yang)化鎂(mei)(mei)的原(yuan)料(liao)。采用菱(ling)鎂(mei)(mei)石作(zuo)原(yuan)料(liao)，碳酸鎂(mei)(mei)分解產(chan)生(sheng)CO2氣體，由于有大量(liang)氣體從爐(lu)內排(pai)出影(ying)響著電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂(mei)的結晶(jing)帶的形成均有(you)不利影響，由于(yu)大量(liang)塵料飛損(sun)，使物料損(sun)耗和能量(liang)消(xiao)耗增高，也惡化了車間(jian)生產環境。但由于(yu)優質菱鎂(mei)礦石容(rong)易獲得，價格很低(di)廉(lian)，所以，仍是我國電熔氧化鎂(mei)用得最(zui)多最(zui)廣(guang)泛的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石(shi)(shi)中(zhong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)含量(liang)高(gao)低和化學成分直接影(ying)響(xiang)(xiang)到(dao)電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)質量(liang)，同時在電(dian)熔過程(cheng)中(zhong)也(ye)直接影(ying)響(xiang)(xiang)到(dao)電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)得(de)到(dao)的(de)品級(ji)比例，因此，為(wei)了保證(zheng)電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)質量(liang)和品級(ji)比例，必須對各種礦石(shi)(shi)進行(xing)(xing)適當的(de)配比后進行(xing)(xing)熔煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石。我國(guo)的(de)遼(liao)寧省水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石的(de)礦源(yuan)非常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石中氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦石。它也(ye)是一種制造電熔凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)原料，部分(fen)地區水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石的(de)化學成(cheng)分(fen)見表2。

表2水鎂石(shi)的化(hua)學成(cheng)分/%

③輕(qing)燒氧化鎂(mei)。以(yi)輕(qing)燒氧化鎂(mei)作為(wei)電熔(rong)氧化鎂(mei)原(yuan)料，可以(yi)使生產環境得到改善(shan)，可以(yi)降低運(yun)輸費用(yong)。由于電熔(rong)時(shi)排(pai)出(chu)氣體少，成分(fen)也較均勻，對提(ti)高電熔(rong)氧化鎂(mei)質量有利(li)。

我國有一些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)以輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)制成球料(liao)入爐電(dian)(dian)熔(rong)。輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)含(han)量達到98%，以此料(liao)能生產出白色(se)大(da)結晶電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。但由(you)于成球費(fei)用(yong)高，影響生產成本。目前，有的(de)(de)廠家(jia)采用(yong)反射爐輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，以一定的(de)(de)粒度(du)加(jia)入熔(rong)爐電(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)質量比(bi)(bi)用(yong)菱鎂(mei)礦石好，成本又比(bi)(bi)用(yong)球料(liao)作(zuo)原料(liao)時便宜，因而得到了一定的(de)(de)推(tui)廣(guang)。

④燒(shao)結鎂(mei)砂(sha)。為(wei)了某些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的特殊要求，有時(shi)必(bi)須在(zai)電(dian)熔(rong)過程(cheng)中采用(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)砂(sha)作為(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)料，如采用(yong)(yong)海水(shui)鎂(mei)砂(sha)作為(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)料，一般首(shou)先利用(yong)(yong)處理(li)海水(shui)和(he)石灰(hui)乳作用(yong)(yong)生產(chan)(chan)氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)其(qi)他方法(fa)也可以制得輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(詳見(jian)工業(ye)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的制取方法(fa))，采用(yong)(yong)輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)作為(wei)原(yuan)料生產(chan)(chan)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和(he)拉特爾(er)(Ruttere)等研究(jiu)認為(wei)，極(ji)少量(liang)(liang)的雜(za)質氣體(相)也屬于晶(jing)(jing)(jing)體的雜(za)質，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)粒的長大(da)。因(yin)為(wei)雜(za)質相的作用(yong)(yong)在(zai)于增加晶(jing)(jing)(jing)界運動(dong)所需(xu)的能量(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界與(yu)第(di)(di)二(er)相相遇時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)體能量(liang)(liang)降低，其(qi)降低量(liang)(liang)與(yu)第(di)(di)二(er)相橫截面積成正比，所以必(bi)須提高晶(jing)(jing)(jing)界能，晶(jing)(jing)(jing)界才能離(li)開第(di)(di)二(er)相繼續運動(dong)。并且當晶(jing)(jing)(jing)界與(yu)第(di)(di)二(er)相相遇時(shi)，與(yu)第(di)(di)二(er)相橫截面積相等的晶(jing)(jing)(jing)界必(bi)須變形，第(di)(di)二(er)相數量(liang)(liang)愈(yu)多(duo)，晶(jing)(jing)(jing)粒長大(da)的極(ji)限尺寸(cun)愈(yu)小。

另(ling)一方面為了降低電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂的顯(xian)(xian)氣(qi)孔(kong)率，也應盡量減少原料氧化(hua)(hua)鎂的氣(qi)體排出，因此，采(cai)用燒結鎂砂電(dian)熔有其顯(xian)(xian)著(zhu)優點(dian)。

⑤電熔氧化(hua)鎂單(dan)晶的化(hua)學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原子(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)力(li)學本性(xing)如離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)半徑(jing)的(de)(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電位數(shu)值，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)外層結構(gou)等(deng)相關聯。而氧化鎂的(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)尺寸、質量(liang)和(he)電荷、陽(yang)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)之(zhi)間的(de)(de)結合特性(xing)和(he)強度、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極化作用、結晶構(gou)造等(deng)決定它是一高熔點化合物。

氧化鎂的熔點和結構參(can)數(shu)：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構類型(xing)NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)最重(zhong)要過(guo)程是由(you)各種鎂(mei)質原料，通過(guo)各種形(xing)式(shi)的(de)(de)加熱方(fang)法(fa)產生高(gao)溫(wen)使(shi)鎂(mei)質材料(MgO)熔化(hua)，變成氧(yang)化(hua)鎂(mei)熔體。要使(shi)氧(yang)化(hua)鎂(mei)熔融，必須(xu)消耗(hao)大量(liang)的(de)(de)熱能，以克服離子間的(de)(de)引力。通過(guo)強(qiang)大電弧產生高(gao)溫(wen)而熔化(hua)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)方(fang)法(fa)叫(jiao)做(zuo)電弧熔融法(fa)。這個融化(hua)過(guo)程一(yi)般包括熱的(de)(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔化(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大等一(yi)系列(lie)物理化(hua)學變化(hua)的(de)(de)過(guo)程。

①脫(tuo)(tuo)水過程(cheng)。用水鎂(mei)石作(zuo)原料(liao)有一脫(tuo)(tuo)水過程(cheng)。水鎂(mei)石的(de)主要成分是(shi)氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)(tuo)水過程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過(guo)程(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)礦作為原料時(shi)有一個(ge)脫(tuo)碳過(guo)程(cheng)，脫(tuo)碳過(guo)程(cheng)包括兩(liang)個(ge)方(fang)(fang)面(mian)。一方(fang)(fang)面(mian)是(shi)菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)的(de)熱(re)分(fen)解，菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)的(de)主要成分(fen)是(shi)碳酸(suan)鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)過(guo)程(cheng)(cheng)中往往在(zai)(zai)原料氧化(hua)鎂中加入石墨(mo)粉末添加物(助劑)，在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)爐起動過(guo)程(cheng)(cheng)中需在(zai)(zai)三(san)電(dian)極(石墨(mo)電(dian)極)的下端(duan)用石墨(mo)粉末鋪(pu)成三(san)角(jiao)形或星形導線(xian)路(lu)，在(zai)(zai)通電(dian)過(guo)程(cheng)(cheng)中受(shou)熱燒損或完全(quan)燃燒除去(qu)石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過(guo)程。熔(rong)化(hua)(hua)過(guo)程即氧化(hua)(hua)鎂中(zhong)鎂離(li)子(zi)和氧離(li)子(zi)在(zai)(zai)強電弧(hu)產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)熱(re)能作用下，克服單晶(jing)體中(zhong)的(de)(de)晶(jing)格能的(de)(de)束(shu)縛，變(bian)成能自由運(yun)動的(de)(de)過(guo)程。也就是說，氧化(hua)(hua)鎂加熱(re)到一定溫度(熔(rong)點(dian))就會(hui)由固體變(bian)成液體，叫熔(rong)化(hua)(hua)。在(zai)(zai)這一過(guo)程中(zhong)需消耗(hao)(hao)大量的(de)(de)電能。據(ju)電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂生(sheng)產(chan)(chan)者對用水(shui)(shui)鎂石作原料生(sheng)產(chan)(chan)電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂的(de)(de)熱(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)消耗(hao)(hao)的(de)(de)比(bi)例(li)如下：氧化(hua)(hua)鎂晶(jing)體生(sheng)成熱(re)消耗(hao)(hao)值34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)熱(re)值15.3%，散砂生(sheng)成熱(re)耗(hao)(hao)值3.0%，冷卻水(shui)(shui)耗(hao)(hao)熱(re)值8.4%，冷卻爐(lu)殼的(de)(de)水(shui)(shui)耗(hao)(hao)熱(re)值7.9%，爐(lu)子(zi)表面散熱(re)值6.4%，煙(yan)氣帶(dai)走熱(re)值28.8%。電能損失值3.2%，從這些統計數據(ju)可以看出(chu)，在(zai)(zai)電熔(rong)