電弧熔爐生(sheng)產電熔氧化鎂的工(gong)藝流程主要包括(kuo)：原料配料、電弧熔融、破碎、選別、粉(fen)碎、篩(shai)別、磁選、分類包裝等(deng)。

(1)原料

我(wo)國有(you)豐富的優質菱鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量高，又易于(yu)開采(cai)，因此，被(bei)廣(guang)泛用作(zuo)電熔氧化鎂(mei)的原料(liao)。采(cai)用菱鎂(mei)石作(zuo)原料(liao)，碳酸鎂(mei)分解(jie)產生CO2氣(qi)體，由于(yu)有(you)大量氣(qi)體從爐內排(pai)出(chu)影響著電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧化鎂(mei)(mei)的(de)(de)結晶(jing)帶的(de)(de)形(xing)成均有不利影(ying)響，由于大量塵料飛損(sun)，使物料損(sun)耗和(he)能量消耗增高，也(ye)惡化了(le)車間(jian)生(sheng)產環境(jing)。但(dan)由于優質菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)容易獲得，價格很低廉，所以，仍是我國電(dian)熔氧化鎂(mei)(mei)用(yong)得最(zui)多最(zui)廣泛的(de)(de)原(yuan)料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)。菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)石中氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)含量高低(di)和化(hua)學成分直接影響到(dao)電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量，同時在(zai)電(dian)熔過程中也直接影響到(dao)電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)得到(dao)的(de)品(pin)級比例(li)，因此，為了保證(zheng)電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量和品(pin)級比例(li)，必須對各種礦(kuang)(kuang)石進(jin)行適當的(de)配比后進(jin)行熔煉。

②水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)。我(wo)國的遼寧省水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的礦源非(fei)常豐富(fu)，水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)中(zhong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)含量高于(yu)菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)。它也(ye)是一種制造電熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的原料，部(bu)分地區水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的化學成(cheng)分見(jian)表2。

表(biao)2水鎂石的化學成分(fen)/%

③輕燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)。以(yi)輕燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)作(zuo)為電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)原料，可以(yi)使生(sheng)產(chan)環境得到改(gai)善，可以(yi)降低運輸費用。由于電(dian)熔(rong)時排出(chu)氣體少，成分也較均勻，對(dui)提高(gao)電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)質量有利(li)。

我國有一些電(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)以(yi)輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)制(zhi)成球(qiu)料入爐電(dian)(dian)熔。輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)含(han)量達到(dao)98%，以(yi)此(ci)料能(neng)生產出白色大(da)結晶電(dian)(dian)熔氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。但(dan)由于成球(qiu)費用(yong)高，影響生產成本(ben)。目前，有的(de)廠家采用(yong)反(fan)射爐輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，以(yi)一定的(de)粒(li)度加入熔爐電(dian)(dian)熔，電(dian)(dian)熔氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量比(bi)用(yong)菱鎂(mei)礦(kuang)石好，成本(ben)又比(bi)用(yong)球(qiu)料作(zuo)原(yuan)料時便(bian)宜，因而得到(dao)了一定的(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)了(le)某些(xie)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)特(te)殊要求，有時(shi)必須(xu)在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)過(guo)程中采用燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂作為(wei)(wei)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料(liao)，如采用海水鎂(mei)(mei)砂作為(wei)(wei)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料(liao)，一般首先利用處(chu)理海水和石(shi)灰乳作用生(sheng)產氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成(cheng)輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用其(qi)他方(fang)法也可以(yi)制(zhi)得(de)輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見(jian)工業(ye)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)制(zhi)取方(fang)法)，采用輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作為(wei)(wei)原(yuan)料(liao)生(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研究認(ren)為(wei)(wei)，極少量(liang)的(de)雜質(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)體(ti)的(de)雜質(zhi)，可明顯影響晶(jing)粒(li)(li)的(de)長(chang)大(da)。因為(wei)(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作用在于(yu)增(zeng)加(jia)晶(jing)界(jie)(jie)(jie)運動所需的(de)能(neng)量(liang)。當(dang)晶(jing)界(jie)(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)體(ti)能(neng)量(liang)降低，其(qi)降低量(liang)與(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)(mian)積成(cheng)正比，所以(yi)必須(xu)提(ti)高晶(jing)界(jie)(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)(jie)(jie)才能(neng)離開第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動。并且當(dang)晶(jing)界(jie)(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)(mian)積相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)界(jie)(jie)(jie)必須(xu)變形，第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)愈多，晶(jing)粒(li)(li)長(chang)大(da)的(de)極限尺寸愈小(xiao)。

另一(yi)方面為(wei)了降低電(dian)熔凝氧化鎂的顯氣孔(kong)率，也應盡量(liang)減少原料氧化鎂的氣體排出，因此(ci)，采用燒結(jie)鎂砂電(dian)熔有其顯著(zhu)優點。

⑤電熔氧化鎂單(dan)晶(jing)的(de)化學原料(liao)質量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是同原子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)(he)分子(zi)(zi)(zi)的(de)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)力學本性(xing)如離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺寸(cun)，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)位(wei)數值，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)外層結(jie)構等相(xiang)關聯。而(er)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)尺寸(cun)、質量(liang)(liang)和(he)(he)(he)電(dian)荷、陽(yang)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)(he)陰離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)之間的(de)結(jie)合特(te)性(xing)和(he)(he)(he)強度(du)、離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)極(ji)化(hua)(hua)作(zuo)用、結(jie)晶構造等決定它是一高熔點化(hua)(hua)合物。

氧化(hua)鎂的熔(rong)(rong)點和結構參數(shu)：陽離子(zi)半徑0.074mm;陰離子(zi)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(rong)(rong)點2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制造的(de)最重要(yao)過程是由各(ge)種鎂(mei)(mei)(mei)質原料(liao)，通過各(ge)種形(xing)式的(de)加熱(re)方(fang)法產(chan)生高溫(wen)使鎂(mei)(mei)(mei)質材(cai)料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)體。要(yao)使氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)融，必須(xu)消耗大(da)(da)量的(de)熱(re)能，以克服離子間的(de)引力。通過強大(da)(da)電(dian)弧(hu)產(chan)生高溫(wen)而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)方(fang)法叫做電(dian)弧(hu)熔(rong)(rong)融法。這個融化(hua)(hua)(hua)過程一(yi)般包括熱(re)的(de)傳(chuan)導、脫水(shui)、脫碳(tan)、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大(da)(da)等一(yi)系列(lie)物理(li)化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的(de)過程。

①脫水(shui)(shui)過程。用水(shui)(shui)鎂石(shi)作原料有(you)一脫水(shui)(shui)過程。水(shui)(shui)鎂石(shi)的主要成分是(shi)氫(qing)氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)(shui)過程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)過(guo)(guo)(guo)程。用(yong)菱(ling)鎂礦作為原料時(shi)有一個(ge)脫碳(tan)(tan)過(guo)(guo)(guo)程，脫碳(tan)(tan)過(guo)(guo)(guo)程包括兩個(ge)方(fang)面。一方(fang)面是(shi)菱(ling)鎂礦石的熱分解，菱(ling)鎂礦石的主要成分是(shi)碳(tan)(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)過(guo)(guo)程中(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)原料氧化鎂中(zhong)加入石墨(mo)粉末(mo)添加物(wu)(助劑)，在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)爐(lu)起動過(guo)(guo)程中(zhong)需在(zai)三電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(石墨(mo)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji))的(de)下端用石墨(mo)粉末(mo)鋪成三角形(xing)或(huo)星形(xing)導線路，在(zai)通電(dian)(dian)(dian)(dian)過(guo)(guo)程中(zhong)受熱(re)燒(shao)損(sun)或(huo)完全燃燒(shao)除(chu)去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)過程(cheng)。熔化(hua)過程(cheng)即氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)離子和氧(yang)離子在強電(dian)弧產(chan)生的(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)能(neng)(neng)作(zuo)用(yong)下(xia)，克服單晶(jing)體(ti)中(zhong)的(de)晶(jing)格能(neng)(neng)的(de)束縛，變成(cheng)(cheng)能(neng)(neng)自由運動(dong)的(de)過程(cheng)。也就是說(shuo)，氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)到一定(ding)溫度(熔點)就會由固體(ti)變成(cheng)(cheng)液(ye)體(ti)，叫熔化(hua)。在這一過程(cheng)中(zhong)需(xu)消耗(hao)大量的(de)電(dian)能(neng)(neng)。據(ju)(ju)電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)生產(chan)者對用(yong)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石作(zuo)原料生產(chan)電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)平衡的(de)衡算，熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)消耗(hao)的(de)比例(li)如下(xia)：氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)晶(jing)體(ti)生成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)消耗(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂(sha)生成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼(ke)的(de)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損(sun)失(shi)值(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這些統計數(shu)據(ju)(ju)可以看出，在電(dian)熔