電(dian)弧(hu)熔爐生產電(dian)熔氧化(hua)鎂的工藝流程主要包(bao)括(kuo)：原料(liao)配(pei)料(liao)、電(dian)弧(hu)熔融、破碎、選別、粉碎、篩(shai)別、磁選、分類包(bao)裝等(deng)。

(1)原料

我國有(you)豐富的(de)優質菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)，氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量(liang)高，又(you)易(yi)于開采(cai)，因此，被廣泛用作(zuo)(zuo)電熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)原料。采(cai)用菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)作(zuo)(zuo)原料，碳酸鎂(mei)(mei)(mei)分解產生CO2氣體，由(you)于有(you)大量(liang)氣體從爐內排出影響著電熔(rong)(rong)過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化鎂的結晶帶的形成(cheng)均(jun)有不利影響，由于大(da)量(liang)塵(chen)料飛損，使物料損耗和(he)能量(liang)消耗增(zeng)高，也(ye)惡化了車間生產環境(jing)。但由于優(you)質菱鎂礦石容易獲(huo)得(de)，價格很低廉，所以，仍是我國(guo)電熔(rong)氧化鎂用得(de)最多最廣泛的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石(shi)中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)含量(liang)高低和化(hua)學成分直接(jie)影(ying)響到(dao)電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)，同時在電(dian)(dian)熔過程中(zhong)也直接(jie)影(ying)響到(dao)電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)得到(dao)的(de)品級比例，因此，為(wei)了保證電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)和品級比例，必須對(dui)各種礦石(shi)進(jin)行適(shi)當(dang)的(de)配比后(hou)進(jin)行熔煉。

②水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)。我國(guo)的遼(liao)寧省水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)的礦源(yuan)非常豐富，水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)中氧化(hua)(hua)鎂(mei)含量(liang)高于菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)。它也是一(yi)種制造電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的原(yuan)料，部(bu)分地區(qu)水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)的化(hua)(hua)學成分見表2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)。以(yi)輕(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)作為電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)原料，可以(yi)使生產環(huan)境得(de)到改(gai)善，可以(yi)降低運輸費用。由(you)于電(dian)熔(rong)時排(pai)出氣體少(shao)，成分也較均勻，對(dui)提高(gao)電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)質量(liang)有利。

我國有一(yi)些電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)以(yi)輕燒氧化(hua)鎂(mei)制成(cheng)球(qiu)料入爐電熔(rong)。輕燒氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)氧化(hua)鎂(mei)含量(liang)(liang)達到98%，以(yi)此料能生(sheng)產出白色大結晶電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)。但(dan)由(you)于成(cheng)球(qiu)費用(yong)高(gao)，影(ying)響生(sheng)產成(cheng)本。目前，有的(de)(de)廠家采用(yong)反(fan)射(she)爐輕燒氧化(hua)鎂(mei)，以(yi)一(yi)定的(de)(de)粒度加(jia)入熔(rong)爐電熔(rong)，電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)質量(liang)(liang)比用(yong)菱鎂(mei)礦(kuang)石好(hao)，成(cheng)本又比用(yong)球(qiu)料作原料時便宜，因而得(de)到了一(yi)定的(de)(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結(jie)(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)(wei)了(le)某些(xie)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)特(te)殊要求，有時必須(xu)在電(dian)熔(rong)(rong)(rong)過程中采用(yong)(yong)燒(shao)(shao)結(jie)(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)原料(liao)，如采用(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)原料(liao)，一般(ban)首先利用(yong)(yong)處理海水和(he)(he)石灰乳作用(yong)(yong)生(sheng)產(chan)氫氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將(jiang)氫氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其(qi)他方法(fa)也可(ke)以制得輕燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業(ye)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)制取方法(fa))，采用(yong)(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作為(wei)(wei)(wei)原料(liao)生(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)(he)拉特(te)爾(Ruttere)等研究認(ren)為(wei)(wei)(wei)，極(ji)(ji)少量(liang)(liang)(liang)的(de)雜質(zhi)(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)雜質(zhi)(zhi)，可(ke)明顯影響晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)長大。因(yin)為(wei)(wei)(wei)雜質(zhi)(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)作用(yong)(yong)在于增加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)運(yun)動(dong)所需(xu)的(de)能(neng)量(liang)(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)(jing)(jing)體(ti)能(neng)量(liang)(liang)(liang)降低，其(qi)降低量(liang)(liang)(liang)與第(di)二相(xiang)(xiang)橫截面積(ji)成正比，所以必須(xu)提高(gao)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)才能(neng)離開第(di)二相(xiang)(xiang)繼續運(yun)動(dong)。并(bing)且當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，與第(di)二相(xiang)(xiang)橫截面積(ji)相(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)必須(xu)變形，第(di)二相(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)粒長大的(de)極(ji)(ji)限(xian)尺寸(cun)愈小。

另一(yi)方面為了降低(di)電熔凝氧(yang)(yang)化鎂的顯(xian)氣(qi)孔率，也應(ying)盡量(liang)減少(shao)原料氧(yang)(yang)化鎂的氣(qi)體排出，因此(ci)，采用燒(shao)結鎂砂電熔有其顯(xian)著優點。

⑤電熔氧化(hua)鎂(mei)單(dan)晶的(de)化(hua)學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特性是同原子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)力學本性如離(li)子(zi)(zi)半徑的(de)尺寸，離(li)子(zi)(zi)的(de)電位(wei)數值，離(li)子(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)外層結構(gou)(gou)等相關(guan)聯。而氧化(hua)鎂(mei)的(de)離(li)子(zi)(zi)尺寸、質量和電荷、陽(yang)離(li)子(zi)(zi)和陰離(li)子(zi)(zi)之間的(de)結合特性和強度、離(li)子(zi)(zi)的(de)極化(hua)作用(yong)、結晶構(gou)(gou)造(zao)等決定它是一(yi)高熔點化(hua)合物。

氧(yang)化鎂(mei)的熔點(dian)和結構(gou)參數(shu)：陽離子半(ban)徑0.074mm;陰離子半(ban)徑0.53mm;結構(gou)類(lei)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)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的最重要過(guo)程是(shi)由各種(zhong)鎂(mei)(mei)質原料，通過(guo)各種(zhong)形(xing)式的加熱方法(fa)產生高溫使鎂(mei)(mei)質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)體。要使氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)融，必須消耗大量的熱能，以克服離子(zi)間的引力(li)。通過(guo)強大電(dian)弧產生高溫而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的方法(fa)叫做電(dian)弧熔(rong)融法(fa)。這個融化(hua)(hua)(hua)過(guo)程一般包括熱的傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳(tan)、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體長大等一系列(lie)物理(li)化(hua)(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)(hua)的過(guo)程。

①脫水(shui)(shui)過程。用水(shui)(shui)鎂石作(zuo)原料有一脫水(shui)(shui)過程。水(shui)(shui)鎂石的主(zhu)要成分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)(shui)過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)碳過(guo)(guo)程。用(yong)菱(ling)鎂(mei)礦作為原(yuan)料時有一(yi)(yi)個(ge)脫(tuo)(tuo)碳過(guo)(guo)程，脫(tuo)(tuo)碳過(guo)(guo)程包括兩個(ge)方面。一(yi)(yi)方面是菱(ling)鎂(mei)礦石的熱(re)分(fen)解，菱(ling)鎂(mei)礦石的主(zhu)要成分(fen)是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面(mian)，由于在(zai)(zai)(zai)電(dian)熔過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)(zai)(zai)原料氧化鎂(mei)中(zhong)加入石(shi)(shi)墨(mo)(mo)粉末添加物(助劑)，在(zai)(zai)(zai)電(dian)熔爐起動過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)需在(zai)(zai)(zai)三電(dian)極(石(shi)(shi)墨(mo)(mo)電(dian)極)的下端用石(shi)(shi)墨(mo)(mo)粉末鋪(pu)成(cheng)三角形或星形導(dao)線路，在(zai)(zai)(zai)通(tong)電(dian)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)受熱燒(shao)損或完(wan)全燃燒(shao)除去石(shi)(shi)墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化過(guo)(guo)程(cheng)。熔(rong)化過(guo)(guo)程(cheng)即氧(yang)化鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離子(zi)和氧(yang)離子(zi)在強電弧(hu)產生(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)能(neng)作用下，克(ke)服單(dan)晶(jing)體(ti)(ti)中的(de)(de)晶(jing)格(ge)能(neng)的(de)(de)束(shu)縛，變成能(neng)自由(you)(you)運動的(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)。也就是(shi)說(shuo)，氧(yang)化鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)到一定溫度(熔(rong)點)就會由(you)(you)固體(ti)(ti)變成液體(ti)(ti)，叫(jiao)熔(rong)化。在這(zhe)一過(guo)(guo)程(cheng)中需消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)(hao)大量(liang)的(de)(de)電能(neng)。據(ju)電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)生(sheng)產者對用水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石作原料生(sheng)產電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)(re)平(ping)衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)(hao)的(de)(de)比例(li)如(ru)下：氧(yang)化鎂(mei)(mei)晶(jing)體(ti)(ti)生(sheng)成熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)(hao)值34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值15.3%，散砂生(sheng)成熱(re)(re)耗(hao)(hao)(hao)(hao)值3.0%，冷卻(que)水(shui)(shui)耗(hao)(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值8.4%，冷卻(que)爐(lu)殼(ke)的(de)(de)水(shui)(shui)耗(hao)(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值7.9%，爐(lu)子(zi)表面散熱(re)(re)值6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值28.8%。電能(neng)損失(shi)值3.2%，從(cong)這(zhe)些(xie)統計數據(ju)可以看出，在電熔(rong)