電弧(hu)熔爐生產電熔氧(yang)化(hua)鎂的工藝流程(cheng)主要包(bao)(bao)括(kuo)：原料配(pei)料、電弧(hu)熔融、破碎、選(xuan)別、粉碎、篩別、磁(ci)選(xuan)、分(fen)類(lei)包(bao)(bao)裝等。

(1)原料

我(wo)國有豐富的(de)(de)優質菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石，氧(yang)化鎂(mei)含量高，又易于開采，因此，被廣(guang)泛用(yong)作電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)原(yuan)料。采用(yong)菱(ling)鎂(mei)石作原(yuan)料，碳(tan)酸鎂(mei)分解產生CO2氣體，由于有大量氣體從爐內排(pai)出(chu)影(ying)響著電(dian)熔(rong)過程的(de)(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)(dian)熔氧化(hua)鎂的結晶帶的形成均有不利(li)影響，由于大量塵料(liao)(liao)飛損(sun)，使物料(liao)(liao)損(sun)耗和能量消耗增高，也惡化(hua)了車間生產環(huan)境。但由于優質菱鎂礦(kuang)石容易獲得(de)，價格很(hen)低廉(lian)，所以(yi)，仍是(shi)我國電(dian)(dian)熔氧化(hua)鎂用(yong)得(de)最多(duo)最廣泛的原料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石中氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的含量高低(di)和化(hua)學成分(fen)直接(jie)影(ying)響到(dao)(dao)電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的質(zhi)量，同時在電熔(rong)(rong)(rong)過程(cheng)中也直接(jie)影(ying)響到(dao)(dao)電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)得到(dao)(dao)的品級比(bi)例(li)，因此，為了(le)保證電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的質(zhi)量和品級比(bi)例(li)，必(bi)須對各種(zhong)礦(kuang)石進行(xing)適當的配比(bi)后(hou)進行(xing)熔(rong)(rong)(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)石(shi)。我(wo)國(guo)的(de)(de)(de)遼(liao)寧省水鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)(de)(de)礦源非(fei)常豐富，水鎂(mei)(mei)石(shi)中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量高于菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)。它也是(shi)一種制造電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)原料，部分地區水鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)(de)(de)化(hua)學成分見表(biao)2。

表2水鎂(mei)石的(de)化學成分(fen)/%

③輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)。以(yi)輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)作為電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂(mei)原料，可以(yi)使(shi)生產環境得到(dao)改(gai)善(shan)，可以(yi)降低運輸費用。由于電(dian)(dian)熔(rong)(rong)時排(pai)出(chu)氣體少(shao)，成分也(ye)較均(jun)勻(yun)，對提高電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂(mei)質量有(you)利。

我(wo)國(guo)有一些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)以輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)(cheng)球(qiu)(qiu)料入爐(lu)(lu)電(dian)熔(rong)(rong)。輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)達到98%，以此料能生產出白色(se)大結晶電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。但由于(yu)成(cheng)(cheng)球(qiu)(qiu)費(fei)用(yong)高(gao)，影響生產成(cheng)(cheng)本。目前，有的廠家采用(yong)反射(she)爐(lu)(lu)輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，以一定的粒度加入熔(rong)(rong)爐(lu)(lu)電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的質量(liang)比用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石好(hao)，成(cheng)(cheng)本又比用(yong)球(qiu)(qiu)料作原料時便宜(yi)，因而得到了一定的推(tui)廣(guang)。

④燒(shao)結鎂砂(sha)。為(wei)了某(mou)些(xie)電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)特殊(shu)要(yao)求，有時(shi)(shi)必(bi)須在電(dian)熔過程中采用燒(shao)結鎂砂(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)熔原(yuan)料，如采用海(hai)水鎂砂(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)熔原(yuan)料，一般首先利用處(chu)理海(hai)水和石灰乳作(zuo)用生產(chan)氫(qing)(qing)氧(yang)化(hua)鎂，將氫(qing)(qing)氧(yang)化(hua)鎂煅燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂。用其(qi)他方(fang)法(fa)也可以制得輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(詳見(jian)工業氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)制取方(fang)法(fa))，采用輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂作(zuo)為(wei)原(yuan)料生產(chan)電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究(jiu)認為(wei)，極(ji)少量(liang)(liang)的(de)(de)雜(za)質氣(qi)體(ti)(ti)(相(xiang))也屬于(yu)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)的(de)(de)雜(za)質，可明顯影響(xiang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)長大。因(yin)為(wei)雜(za)質相(xiang)的(de)(de)作(zuo)用在于(yu)增加晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界運(yun)動所需的(de)(de)能量(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界與(yu)第(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇(yu)(yu)時(shi)(shi)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)能量(liang)(liang)降低，其(qi)降低量(liang)(liang)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)橫截面(mian)積成正(zheng)比(bi)，所以必(bi)須提(ti)高晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界能，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界才能離開第(di)二(er)相(xiang)繼續運(yun)動。并且當晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界與(yu)第(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇(yu)(yu)時(shi)(shi)，與(yu)第(di)二(er)相(xiang)橫截面(mian)積相(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界必(bi)須變形，第(di)二(er)相(xiang)數量(liang)(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒長大的(de)(de)極(ji)限尺寸愈小。

另(ling)一方面為(wei)了降低電熔凝氧化鎂(mei)(mei)的顯(xian)(xian)氣孔率，也(ye)應(ying)盡量減少原料氧化鎂(mei)(mei)的氣體排出，因此，采用燒結鎂(mei)(mei)砂電熔有其(qi)顯(xian)(xian)著優(you)點。

⑤電熔氧化鎂(mei)單晶的化學原料質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)(xing)是(shi)同原子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)力學本性(xing)(xing)如離(li)(li)子(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺(chi)寸，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電位(wei)數值，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)外層結構等相(xiang)關(guan)聯。而氧化(hua)鎂的(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)尺(chi)寸、質量和(he)電荷(he)、陽離(li)(li)子(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)(de)結合特性(xing)(xing)和(he)強(qiang)度(du)、離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)極化(hua)作用(yong)、結晶(jing)構造(zao)等決定它是(shi)一(yi)高熔點化(hua)合物。

氧(yang)化鎂(mei)的(de)熔(rong)點(dian)和結構(gou)(gou)參數：陽離子半徑0.074mm;陰(yin)離子半徑0.53mm;結構(gou)(gou)類型(xing)NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)(de)最(zui)重(zhong)要過(guo)程是(shi)由(you)各種鎂(mei)(mei)質原料，通過(guo)各種形式的(de)(de)加熱方法產生高(gao)溫使鎂(mei)(mei)質材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)，變成氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)體。要使氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)融(rong)，必須消耗大量的(de)(de)熱能，以克服(fu)離子間(jian)的(de)(de)引力。通過(guo)強大電(dian)弧產生高(gao)溫而熔(rong)(rong)化(hua)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)方法叫做電(dian)弧熔(rong)(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)過(guo)程一般包括熱的(de)(de)傳導、脫水(shui)、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)、析晶(jing)(jing)、晶(jing)(jing)體長大等一系列物理化(hua)學變化(hua)的(de)(de)過(guo)程。

①脫(tuo)(tuo)水過(guo)程。用水鎂石(shi)作原料有一(yi)脫(tuo)(tuo)水過(guo)程。水鎂石(shi)的(de)主要成分(fen)是(shi)氫(qing)氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)(tuo)水過(guo)程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)。用菱鎂(mei)礦作(zuo)為原料時有一個脫碳(tan)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)，脫碳(tan)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)包括兩個方面。一方面是菱鎂(mei)礦石(shi)的熱分(fen)解，菱鎂(mei)礦石(shi)的主要成分(fen)是碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由(you)于在(zai)(zai)電(dian)熔過程中(zhong)(zhong)(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)(zai)原料(liao)氧化鎂(mei)中(zhong)(zhong)(zhong)加(jia)入石墨(mo)(mo)(mo)粉末(mo)添加(jia)物(助劑)，在(zai)(zai)電(dian)熔爐起動過程中(zhong)(zhong)(zhong)需在(zai)(zai)三電(dian)極(ji)(石墨(mo)(mo)(mo)電(dian)極(ji))的下端(duan)用石墨(mo)(mo)(mo)粉末(mo)鋪成(cheng)三角形或(huo)星形導線路，在(zai)(zai)通電(dian)過程中(zhong)(zhong)(zhong)受熱燒損或(huo)完全燃燒除去(qu)石墨(mo)(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)。熔化(hua)(hua)(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)即氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子(zi)(zi)和氧離子(zi)(zi)在強(qiang)電(dian)弧產(chan)生(sheng)的熱(re)(re)(re)(re)能(neng)(neng)作用(yong)下，克服單晶體中的晶格能(neng)(neng)的束縛(fu)，變成(cheng)(cheng)能(neng)(neng)自(zi)由(you)運動的過程(cheng)(cheng)。也就是說，氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)(re)到一(yi)定(ding)溫度(熔點)就會由(you)固體變成(cheng)(cheng)液(ye)體，叫熔化(hua)(hua)(hua)(hua)。在這(zhe)一(yi)過程(cheng)(cheng)中需消耗(hao)大(da)量的電(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產(chan)者(zhe)對用(yong)水鎂(mei)石作原料生(sheng)產(chan)電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的熱(re)(re)(re)(re)平(ping)衡的衡算，熱(re)(re)(re)(re)消耗(hao)的比例如下：氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)晶體生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)(re)消耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻(que)水耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻(que)爐(lu)殼(ke)的水耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)(zi)表面散(san)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走(zou)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損(sun)失值(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計(ji)數據可以看出，在電(dian)熔