電(dian)(dian)弧熔(rong)爐(lu)生產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)氧化鎂的工藝流程主(zhu)要包(bao)括(kuo)：原(yuan)料(liao)配(pei)料(liao)、電(dian)(dian)弧熔(rong)融(rong)、破碎、選別、粉(fen)碎、篩別、磁(ci)選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有(you)豐(feng)富(fu)的優質菱鎂礦石，氧化鎂含(han)量(liang)高，又易于開采(cai)，因此，被廣泛用作電熔(rong)氧化鎂的原料(liao)(liao)。采(cai)用菱鎂石作原料(liao)(liao)，碳酸(suan)鎂分解產生CO2氣(qi)體，由于有(you)大量(liang)氣(qi)體從爐內排出影(ying)響著電熔(rong)過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂的結晶帶的形(xing)成均有不利(li)影(ying)響，由(you)于大(da)量塵(chen)料飛損(sun)，使物料損(sun)耗和能量消耗增高，也(ye)惡(e)化了車間生產環(huan)境。但由(you)于優質(zhi)菱鎂礦石容易獲得，價格很低廉，所(suo)以，仍(reng)是我(wo)國電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂用得最(zui)多最(zui)廣泛(fan)的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)石中(zhong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的含量高低和(he)化(hua)(hua)學成分直接(jie)(jie)影(ying)響(xiang)到電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的質量，同時(shi)在電熔過程中(zhong)也直接(jie)(jie)影(ying)響(xiang)到電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)得到的品級(ji)比(bi)例，因此，為(wei)了保證電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的質量和(he)品級(ji)比(bi)例，必(bi)須對各種礦(kuang)石進行適(shi)當的配(pei)比(bi)后進行熔煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)。我國的遼寧省水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)的礦(kuang)源非常豐富，水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)中氧(yang)化鎂(mei)含量高于(yu)菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)。它(ta)也是一(yi)種(zhong)制(zhi)造電(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)的原料，部分(fen)(fen)地區水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)的化學成分(fen)(fen)見表2。

表2水鎂石的(de)化學成(cheng)分/%

③輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。以輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作為電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)原料，可以使生(sheng)產環境得到(dao)改(gai)善，可以降低運(yun)輸費用。由于電(dian)熔時排出(chu)氣體少，成分也較均勻，對(dui)提高(gao)電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)質(zhi)量有利。

我國有一些(xie)電熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以(yi)輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制成(cheng)(cheng)球(qiu)料入爐電熔(rong)。輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量(liang)(liang)達到98%，以(yi)此料能生產(chan)出白色(se)大結(jie)晶電熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)(cheng)球(qiu)費用高(gao)，影響生產(chan)成(cheng)(cheng)本。目(mu)前，有的廠家采用反射爐輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以(yi)一定的粒度(du)加入熔(rong)爐電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的質(zhi)量(liang)(liang)比用菱鎂(mei)礦石(shi)好，成(cheng)(cheng)本又(you)比用球(qiu)料作原料時便宜，因而(er)得(de)到了一定的推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了某些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)特(te)殊要求(qiu)，有時必須在(zai)(zai)電(dian)(dian)熔(rong)過程(cheng)中采用(yong)(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)(yuan)料(liao)，如采用(yong)(yong)海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)(yuan)料(liao)，一(yi)般首先利(li)用(yong)(yong)處理海(hai)水(shui)和石灰乳作(zuo)用(yong)(yong)生(sheng)產氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)，將(jiang)氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方法(fa)也可(ke)以(yi)制(zhi)得輕燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(詳(xiang)見工業氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)制(zhi)取方法(fa))，采用(yong)(yong)輕燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原(yuan)(yuan)料(liao)生(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極少量(liang)的(de)(de)雜質(zhi)氣(qi)體(相(xiang))也屬于(yu)晶(jing)(jing)體的(de)(de)雜質(zhi)，可(ke)明顯影響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)長大。因為(wei)雜質(zhi)相(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)在(zai)(zai)于(yu)增加晶(jing)(jing)界(jie)運動(dong)(dong)所(suo)需的(de)(de)能量(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)與第(di)(di)二相(xiang)相(xiang)遇時，晶(jing)(jing)體能量(liang)降低(di)，其降低(di)量(liang)與第(di)(di)二相(xiang)橫截面積成正(zheng)比，所(suo)以(yi)必須提高晶(jing)(jing)界(jie)能，晶(jing)(jing)界(jie)才能離開第(di)(di)二相(xiang)繼(ji)續運動(dong)(dong)。并(bing)且當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)與第(di)(di)二相(xiang)相(xiang)遇時，與第(di)(di)二相(xiang)橫截面積相(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)必須變形，第(di)(di)二相(xiang)數量(liang)愈多(duo)，晶(jing)(jing)粒長大的(de)(de)極限尺寸(cun)愈小。

另一方面為了降(jiang)低(di)電熔凝氧化(hua)(hua)鎂的顯氣(qi)孔率(lv)，也應盡量減少原料氧化(hua)(hua)鎂的氣(qi)體(ti)排出，因此(ci)，采用燒結鎂砂電熔有其顯著(zhu)優(you)點。

⑤電熔氧化(hua)鎂(mei)單晶的(de)化(hua)學(xue)原料質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特性是(shi)同原子(zi)和分子(zi)的(de)(de)量(liang)子(zi)力學本性如離子(zi)半徑的(de)(de)尺寸，離子(zi)的(de)(de)電位數值，離子(zi)的(de)(de)電子(zi)外(wai)層(ceng)結構等相關聯。而氧化鎂(mei)的(de)(de)離子(zi)尺寸、質量(liang)和電荷、陽(yang)離子(zi)和陰離子(zi)之間的(de)(de)結合特性和強度、離子(zi)的(de)(de)極化作用(yong)、結晶構造(zao)等決定它是(shi)一高熔點化合物。

氧化鎂(mei)的熔點(dian)和結構(gou)參數(shu)：陽離子半徑0.074mm;陰(yin)離子半徑0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂制造的(de)最重要過(guo)(guo)(guo)程(cheng)是(shi)由(you)各(ge)(ge)種鎂質原料(liao)，通過(guo)(guo)(guo)各(ge)(ge)種形式的(de)加熱(re)方(fang)法產生高溫(wen)使鎂質材料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)體(ti)。要使氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)融(rong)，必須消耗大(da)(da)量的(de)熱(re)能，以克服離子間的(de)引(yin)力(li)。通過(guo)(guo)(guo)強大(da)(da)電(dian)弧(hu)產生高溫(wen)而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂的(de)方(fang)法叫做電(dian)弧(hu)熔(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)一般包括熱(re)的(de)傳導、脫水(shui)、脫碳(tan)、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)長大(da)(da)等(deng)一系列物(wu)理化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)(cheng)。用水(shui)鎂(mei)(mei)石作原料有一脫(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)(cheng)。水(shui)鎂(mei)(mei)石的主要成分(fen)是氫氧化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)(guo)程。用菱鎂(mei)礦作為原(yuan)料時有一個脫(tuo)碳(tan)過(guo)(guo)程，脫(tuo)碳(tan)過(guo)(guo)程包括兩個方面。一方面是(shi)菱鎂(mei)礦石的熱分(fen)解(jie)，菱鎂(mei)礦石的主要成分(fen)是(shi)碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方(fang)面，由于在(zai)電熔(rong)過(guo)程(cheng)中(zhong)往往在(zai)原料(liao)氧化(hua)鎂中(zhong)加入石(shi)墨粉末添加物(wu)(助(zhu)劑)，在(zai)電熔(rong)爐(lu)起(qi)動過(guo)程(cheng)中(zhong)需在(zai)三電極(ji)(石(shi)墨電極(ji))的下端用(yong)石(shi)墨粉末鋪成三角形(xing)或星(xing)形(xing)導線路，在(zai)通(tong)電過(guo)程(cheng)中(zhong)受熱燒損或完全燃燒除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化過(guo)(guo)程。熔(rong)(rong)(rong)化過(guo)(guo)程即氧化鎂中(zhong)鎂離子(zi)(zi)和(he)氧離子(zi)(zi)在強電(dian)弧(hu)產(chan)生的(de)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)作用下，克服(fu)單晶體中(zhong)的(de)晶格能(neng)的(de)束縛，變成能(neng)自由(you)運動的(de)過(guo)(guo)程。也(ye)就(jiu)是(shi)說(shuo)，氧化鎂加熱(re)(re)(re)(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)(rong)點)就(jiu)會由(you)固體變成液體，叫熔(rong)(rong)(rong)化。在這一過(guo)(guo)程中(zhong)需消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)大量的(de)電(dian)能(neng)。據電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧化鎂生產(chan)者對用水鎂石作原料生產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧化鎂的(de)熱(re)(re)(re)(re)平衡的(de)衡算，熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)的(de)比例如下：氧化鎂晶體生成熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂生成熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼的(de)水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)(zi)表面散熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損(sun)失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計(ji)數據可以看出(chu)，在電(dian)熔(rong)(rong)(rong)