電弧熔爐生(sheng)產電熔氧(yang)化鎂的工藝流程主要包(bao)括(kuo)：原料配料、電弧熔融、破碎、選別、粉(fen)碎、篩別、磁(ci)選、分(fen)類(lei)包(bao)裝等。

(1)原料

我國有(you)豐(feng)富的優質(zhi)菱鎂(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)含(han)量(liang)高，又易(yi)于開(kai)采，因此(ci)，被廣(guang)泛用作電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)的原料。采用菱鎂(mei)石作原料，碳酸鎂(mei)分解(jie)產(chan)生(sheng)CO2氣體，由于有(you)大(da)量(liang)氣體從爐內排出(chu)影響著電(dian)熔(rong)過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂的結晶帶的形成均有不利影響(xiang)，由(you)于大量塵料飛損，使(shi)物料損耗和能量消耗增高，也惡化(hua)了車間生(sheng)產(chan)環境。但由(you)于優質菱鎂礦石容(rong)易獲得，價格很低廉，所以，仍(reng)是(shi)我國電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂用(yong)得最(zui)多最(zui)廣泛的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石中氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)含量(liang)高低和(he)化(hua)(hua)(hua)學成分直(zhi)接影(ying)響到(dao)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)質量(liang)，同(tong)時在電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)過程中也直(zhi)接影(ying)響到(dao)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)得到(dao)的(de)(de)(de)品(pin)(pin)級比例，因(yin)此，為了保證電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)質量(liang)和(he)品(pin)(pin)級比例，必須對各種(zhong)礦(kuang)石進行適當的(de)(de)(de)配比后進行熔(rong)(rong)(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)。我國的(de)遼寧(ning)省水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的(de)礦(kuang)源非常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)中氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量高于菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)。它也是一種制造電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)原料(liao)，部分地區水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的(de)化(hua)(hua)學成分見表2。

表2水(shui)鎂石的化學成分/%

③輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂。以(yi)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂作為電熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂原料，可(ke)(ke)以(yi)使生產環境得到改(gai)善，可(ke)(ke)以(yi)降低運輸費(fei)用。由(you)于電熔(rong)(rong)時排出氣體(ti)少，成(cheng)分也較均(jun)勻，對(dui)提(ti)高(gao)電熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂質(zhi)量有利。

我國有一些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)以(yi)輕燒氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)制成(cheng)(cheng)球(qiu)料(liao)(liao)(liao)入爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)。輕燒氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)含量(liang)達到98%，以(yi)此料(liao)(liao)(liao)能生產出白(bai)色大結晶電(dian)(dian)熔(rong)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。但由于成(cheng)(cheng)球(qiu)費用高，影響生產成(cheng)(cheng)本(ben)。目(mu)前，有的(de)(de)廠家(jia)采用反射爐(lu)輕燒氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，以(yi)一定的(de)(de)粒度加入熔(rong)爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)質量(liang)比(bi)用菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦石好，成(cheng)(cheng)本(ben)又比(bi)用球(qiu)料(liao)(liao)(liao)作原(yuan)料(liao)(liao)(liao)時便宜，因而得到了一定的(de)(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了某些電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的特殊要求(qiu)，有時(shi)(shi)必須在(zai)電熔(rong)過程中采用(yong)燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電熔(rong)原(yuan)料(liao)，如采用(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電熔(rong)原(yuan)料(liao)，一(yi)般(ban)首(shou)先利用(yong)處理海水和(he)(he)石(shi)灰乳作(zuo)用(yong)生產(chan)氫氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將(jiang)氫氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)其(qi)他方法(fa)也(ye)可(ke)以制得輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳(xiang)見工業氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的制取方法(fa))，采用(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原(yuan)料(liao)生產(chan)電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和(he)(he)拉特爾(er)(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)，極(ji)少量(liang)(liang)的雜質氣體(ti)(相(xiang)(xiang))也(ye)屬(shu)于晶體(ti)的雜質，可(ke)明顯影(ying)響晶粒的長(chang)大(da)。因(yin)為(wei)雜質相(xiang)(xiang)的作(zuo)用(yong)在(zai)于增加晶界(jie)運(yun)動所(suo)需的能量(liang)(liang)。當(dang)晶界(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)(shi)，晶體(ti)能量(liang)(liang)降(jiang)低，其(qi)降(jiang)低量(liang)(liang)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截面(mian)積成正比，所(suo)以必須提(ti)高(gao)晶界(jie)能，晶界(jie)才能離開(kai)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并且當(dang)晶界(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)(shi)，與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截面(mian)積相(xiang)(xiang)等(deng)的晶界(jie)必須變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈多，晶粒長(chang)大(da)的極(ji)限尺寸愈小(xiao)。

另一方面為(wei)了降低電熔凝氧(yang)化(hua)鎂的顯氣孔率，也應盡量減少原(yuan)料氧(yang)化(hua)鎂的氣體排出(chu)，因此(ci)，采用燒結(jie)鎂砂電熔有其(qi)顯著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原料(liao)質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同(tong)原(yuan)子(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)的量子(zi)(zi)力學本性(xing)如離(li)子(zi)(zi)半徑的尺寸，離(li)子(zi)(zi)的電位數值，離(li)子(zi)(zi)的電子(zi)(zi)外層結構等(deng)(deng)相關聯。而氧化鎂(mei)的離(li)子(zi)(zi)尺寸、質(zhi)量和(he)(he)電荷、陽離(li)子(zi)(zi)和(he)(he)陰(yin)離(li)子(zi)(zi)之間的結合(he)特性(xing)和(he)(he)強度(du)、離(li)子(zi)(zi)的極(ji)化作用、結晶(jing)構造(zao)等(deng)(deng)決定它是一高熔(rong)點(dian)化合(he)物。

氧化鎂的(de)熔點(dian)和結構參數(shu)：陽(yang)離(li)子半徑0.074mm;陰(yin)離(li)子半徑0.53mm;結構類型NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)最重要過程是(shi)由各種鎂(mei)質原(yuan)料，通(tong)過各種形式的(de)加熱(re)(re)方法產(chan)生高(gao)溫使(shi)鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)，變(bian)成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)(rong)(rong)體(ti)。要使(shi)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)(rong)(rong)融，必(bi)須消(xiao)耗大量的(de)熱(re)(re)能，以克服(fu)離子間的(de)引力(li)。通(tong)過強大電弧產(chan)生高(gao)溫而熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)方法叫做電弧熔(rong)(rong)(rong)(rong)融法。這個融化(hua)(hua)(hua)(hua)過程一般包括熱(re)(re)的(de)傳(chuan)導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳(tan)、熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)、析(xi)晶、晶體(ti)長大等一系列物(wu)理(li)化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)變(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)過程。

①脫(tuo)水(shui)(shui)過程。用水(shui)(shui)鎂(mei)石作原料有一脫(tuo)水(shui)(shui)過程。水(shui)(shui)鎂(mei)石的主要成分是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)(shui)過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程(cheng)。用菱鎂(mei)礦作為原料(liao)時有一個(ge)脫碳過程(cheng)，脫碳過程(cheng)包(bao)括兩個(ge)方(fang)面(mian)。一方(fang)面(mian)是菱鎂(mei)礦石的(de)熱分解(jie)，菱鎂(mei)礦石的(de)主要(yao)成分是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在電熔過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)往往在原料(liao)氧化鎂中(zhong)(zhong)加入石墨粉末添加物(助劑)，在電熔爐起動過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)需在三電極(ji)(石墨電極(ji))的下端用石墨粉末鋪(pu)成三角形(xing)或(huo)星形(xing)導(dao)線路(lu)，在通電過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)受熱(re)燒損(sun)或(huo)完全燃燒除去(qu)石墨。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)過(guo)(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。熔化(hua)過(guo)(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)即氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離(li)子和氧(yang)(yang)(yang)離(li)子在強電(dian)(dian)(dian)弧產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)能(neng)(neng)作(zuo)用下，克服單(dan)晶體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)晶格能(neng)(neng)的(de)(de)(de)束縛，變(bian)成(cheng)能(neng)(neng)自由運動(dong)的(de)(de)(de)過(guo)(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。也就是說，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)加(jia)熱(re)(re)(re)到一(yi)定溫度(熔點(dian))就會由固體(ti)變(bian)成(cheng)液(ye)體(ti)，叫熔化(hua)。在這一(yi)過(guo)(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)需消(xiao)(xiao)耗(hao)大量的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)產者對用水鎂(mei)石作(zuo)原料生(sheng)(sheng)產電(dian)(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)(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)(xiao)耗(hao)的(de)(de)(de)比例如下：氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)晶體(ti)生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)值(zhi)34.9%，渣(zha)皮消(xiao)(xiao)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂(sha)生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻(que)水耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻(que)爐(lu)殼的(de)(de)(de)水耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)子表面散熱(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)3.2%，從這些統計(ji)數(shu)據可以看出，在電(dian)(dian)(dian)熔