電弧熔爐生產電熔氧化鎂的工藝流程主(zhu)要包括：原料配(pei)料、電弧熔融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分(fen)類包裝等。

(1)原料

我(wo)國有豐富的(de)優質菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)，氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量高，又易于開(kai)采(cai)，因此，被(bei)廣泛用(yong)作電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)原(yuan)料(liao)。采(cai)用(yong)菱鎂(mei)石(shi)作原(yuan)料(liao)，碳酸鎂(mei)分(fen)解產生CO2氣(qi)體(ti)，由于有大量氣(qi)體(ti)從爐內排出(chu)影響(xiang)著電熔過程的(de)進(jin)行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)結晶帶的(de)(de)形(xing)成(cheng)均有不利影響，由于(yu)(yu)大量塵料飛(fei)損，使(shi)物料損耗和能量消耗增高，也惡化(hua)了車(che)間生產(chan)環境。但(dan)由于(yu)(yu)優質(zhi)菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石容(rong)易獲得，價格很(hen)低廉，所以(yi)，仍是我國(guo)電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)用得最(zui)多最(zui)廣泛(fan)的(de)(de)原(yuan)料。

(2)配料

①菱鎂礦。菱鎂礦石中氧化鎂的(de)含(han)量高低和化學(xue)成分直接影(ying)響到電熔(rong)凝(ning)氧化鎂的(de)質(zhi)量，同時在電熔(rong)過程中也直接影(ying)響到電熔(rong)凝(ning)氧化鎂得到的(de)品級比例(li)，因此，為(wei)了保證(zheng)電熔(rong)凝(ning)氧化鎂的(de)質(zhi)量和品級比例(li)，必須對各種礦石進行適(shi)當的(de)配(pei)比后進行熔(rong)煉。

②水(shui)鎂石(shi)(shi)。我國的(de)(de)遼(liao)寧(ning)省(sheng)水(shui)鎂石(shi)(shi)的(de)(de)礦(kuang)源非常豐富，水(shui)鎂石(shi)(shi)中氧化(hua)(hua)鎂含(han)量高于菱鎂礦(kuang)石(shi)(shi)。它也是一種制造電熔凝氧化(hua)(hua)鎂的(de)(de)原料，部分地(di)區水(shui)鎂石(shi)(shi)的(de)(de)化(hua)(hua)學成(cheng)分見表2。

表(biao)2水(shui)鎂石的化學成分/%

③輕(qing)燒氧化鎂。以輕(qing)燒氧化鎂作為電(dian)熔氧化鎂原料(liao)，可(ke)以使(shi)生產(chan)環境得到(dao)改(gai)善，可(ke)以降低運(yun)輸費用。由于電(dian)熔時(shi)排出(chu)氣(qi)體少，成分也(ye)較均勻，對提高(gao)電(dian)熔氧化鎂質量有(you)利。

我國有一(yi)些電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)以(yi)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)制成(cheng)球料入(ru)爐(lu)電熔(rong)。輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)含量達(da)到(dao)98%，以(yi)此(ci)料能生(sheng)產出白色大(da)結(jie)晶電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。但由于成(cheng)球費(fei)用(yong)高，影(ying)響生(sheng)產成(cheng)本。目前，有的(de)(de)廠(chang)家采用(yong)反射爐(lu)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，以(yi)一(yi)定(ding)的(de)(de)粒度加入(ru)熔(rong)爐(lu)電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)質量比用(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦石(shi)好(hao)，成(cheng)本又比用(yong)球料作原(yuan)料時(shi)便(bian)宜(yi)，因而得到(dao)了一(yi)定(ding)的(de)(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了某(mou)些電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)特殊要求，有時必(bi)(bi)須(xu)在電(dian)(dian)熔(rong)過程中采(cai)用(yong)(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)(liao)，如(ru)采(cai)用(yong)(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)(liao)，一(yi)般首先(xian)利用(yong)(yong)處理海水(shui)和石灰(hui)乳作(zuo)用(yong)(yong)生產(chan)氫(qing)氧化(hua)鎂(mei)(mei)，將氫(qing)氧化(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕(qing)燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方法也可以制得(de)輕(qing)燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業(ye)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)制取方法)，采(cai)用(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原(yuan)料(liao)(liao)生產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)(wei)，極(ji)少(shao)量的(de)雜質(zhi)氣體(ti)(ti)(相(xiang)(xiang))也屬(shu)于晶(jing)體(ti)(ti)的(de)雜質(zhi)，可明(ming)顯影響晶(jing)粒的(de)長(chang)大(da)。因為(wei)(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)用(yong)(yong)在于增(zeng)加晶(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)運動(dong)所需的(de)能量。當晶(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)體(ti)(ti)能量降(jiang)低，其降(jiang)低量與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)(jie)面積(ji)成正比，所以必(bi)(bi)須(xu)提高(gao)晶(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)能，晶(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)才能離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼續運動(dong)。并且當晶(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)(jie)面積(ji)相(xiang)(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)必(bi)(bi)須(xu)變(bian)形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)數(shu)量愈(yu)多，晶(jing)粒長(chang)大(da)的(de)極(ji)限尺寸愈(yu)小。

另(ling)一方面為了降低電熔凝氧化鎂的顯氣孔率，也應盡量減少(shao)原料(liao)氧化鎂的氣體(ti)排出，因此，采用燒結鎂砂(sha)電熔有其顯著優點。

⑤電熔(rong)氧化鎂(mei)單晶的(de)化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是同(tong)原子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)(zi)力學本性如(ru)離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)半(ban)徑的(de)尺寸(cun)，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電位數值，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)外層結(jie)構(gou)等相關聯。而氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸(cun)、質量和(he)電荷、陽(yang)離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)結(jie)合(he)特(te)性和(he)強度、離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)極化(hua)(hua)作用(yong)、結(jie)晶構(gou)造(zao)等決定它是一高熔點(dian)化(hua)(hua)合(he)物。

氧化(hua)鎂的熔點和結構參數：陽離(li)(li)子(zi)半徑0.074mm;陰離(li)(li)子(zi)半徑0.53mm;結構類型NaCl;配位數6;有(you)效配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)(de)最重要過(guo)程(cheng)是由各種鎂(mei)(mei)質原料(liao)，通(tong)過(guo)各種形式的(de)(de)加熱(re)(re)方(fang)(fang)法(fa)產生(sheng)高溫使鎂(mei)(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)體(ti)。要使氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)融(rong)，必須(xu)消耗大(da)量的(de)(de)熱(re)(re)能，以克服離子間的(de)(de)引力(li)。通(tong)過(guo)強大(da)電弧產生(sheng)高溫而(er)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)叫做(zuo)電弧熔(rong)(rong)融(rong)法(fa)。這個(ge)融(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)一般包括熱(re)(re)的(de)(de)傳導、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)長大(da)等一系(xi)列物理化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)過(guo)程。用水(shui)鎂(mei)石作(zuo)原料有一脫水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂(mei)石的主要成分是(shi)氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)。用菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)作為(wei)原料(liao)時有一個脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)包括兩個方面。一方面是(shi)菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)石的(de)(de)熱分解(jie)，菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)石的(de)(de)主要成分是(shi)碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由于在電(dian)熔(rong)過程中(zhong)往往在原料氧化(hua)鎂中(zhong)加入(ru)石墨(mo)(mo)粉末(mo)添加物(助(zhu)劑)，在電(dian)熔(rong)爐起動過程中(zhong)需在三(san)電(dian)極(石墨(mo)(mo)電(dian)極)的(de)下端用石墨(mo)(mo)粉末(mo)鋪成三(san)角形或星形導線路，在通(tong)電(dian)過程中(zhong)受熱燒(shao)(shao)損(sun)或完(wan)全燃燒(shao)(shao)除去石墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過(guo)程。熔(rong)化(hua)過(guo)程即氧化(hua)鎂(mei)中(zhong)(zhong)鎂(mei)離子和(he)氧離子在強電(dian)弧產生(sheng)(sheng)的(de)熱能作(zuo)用下，克服單晶(jing)體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)的(de)晶(jing)格能的(de)束縛，變成能自由(you)運(yun)動(dong)的(de)過(guo)程。也就是(shi)說，氧化(hua)鎂(mei)加熱到一定溫度(熔(rong)點)就會(hui)由(you)固(gu)體(ti)(ti)變成液體(ti)(ti)，叫熔(rong)化(hua)。在這一過(guo)程中(zhong)(zhong)需消耗(hao)大量的(de)電(dian)能。據電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)產者對(dui)用水(shui)鎂(mei)石作(zuo)原料生(sheng)(sheng)產電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)的(de)熱平衡的(de)衡算，熱消耗(hao)的(de)比例如(ru)下：氧化(hua)鎂(mei)晶(jing)體(ti)(ti)生(sheng)(sheng)成熱消耗(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮消耗(hao)熱值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成熱耗(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)熱值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)水(shui)耗(hao)熱值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散熱值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能損(sun)失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據可以看出，在電(dian)熔(rong)