電弧熔爐(lu)生產電熔氧化鎂的工藝流程(cheng)主要包(bao)括：原料配料、電弧熔融、破碎(sui)(sui)、選別、粉碎(sui)(sui)、篩別、磁選、分類(lei)包(bao)裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富(fu)的優質(zhi)菱(ling)鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量(liang)高，又易于開采(cai)(cai)，因此，被(bei)廣泛用作電(dian)熔(rong)(rong)氧化鎂(mei)的原(yuan)料。采(cai)(cai)用菱(ling)鎂(mei)石作原(yuan)料，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣(qi)體，由于有(you)大(da)量(liang)氣(qi)體從爐內排出影響著電(dian)熔(rong)(rong)過(guo)程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧化(hua)鎂的結晶帶的形成均有(you)不(bu)利(li)影響，由(you)于大(da)量(liang)塵(chen)料飛損(sun)，使(shi)物料損(sun)耗和能(neng)量(liang)消耗增高，也(ye)惡化(hua)了車間生產(chan)環境。但由(you)于優(you)質菱鎂礦石容(rong)易獲得，價格很低廉，所以，仍是我國電(dian)熔氧化(hua)鎂用得最多最廣泛的原料。

(2)配料

①菱(ling)(ling)鎂(mei)礦。菱(ling)(ling)鎂(mei)礦石(shi)中氧化(hua)鎂(mei)的(de)含量高(gao)低(di)和化(hua)學成分直(zhi)接影響(xiang)到電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量，同(tong)時(shi)在電(dian)熔(rong)(rong)過程中也直(zhi)接影響(xiang)到電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)鎂(mei)得到的(de)品級(ji)比例，因此，為了保證電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量和品級(ji)比例，必須對(dui)各種礦石(shi)進行(xing)適當的(de)配比后進行(xing)熔(rong)(rong)煉。

②水鎂(mei)石(shi)。我(wo)國的遼(liao)寧省水鎂(mei)石(shi)的礦(kuang)源非常(chang)豐(feng)富，水鎂(mei)石(shi)中氧化(hua)鎂(mei)含量(liang)高(gao)于菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)。它也(ye)是一(yi)種制造電熔凝氧化(hua)鎂(mei)的原(yuan)料，部分地區水鎂(mei)石(shi)的化(hua)學成分見表2。

表(biao)2水(shui)鎂石(shi)的化(hua)學成分/%

③輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)。以(yi)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)作為電熔(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)原料，可以(yi)使生產環境得到(dao)改(gai)善，可以(yi)降低運輸費用。由于(yu)電熔(rong)時(shi)排(pai)出(chu)氣體少，成(cheng)分也較均(jun)勻，對(dui)提高電熔(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)質(zhi)量(liang)有利(li)。

我(wo)國有(you)一些電熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)以輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)制成(cheng)(cheng)球料(liao)入爐電熔(rong)。輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)含量達到98%，以此料(liao)能生產(chan)出白色大結晶(jing)電熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)(cheng)球費用(yong)高(gao)，影響生產(chan)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)。目(mu)前，有(you)的(de)廠(chang)家采(cai)用(yong)反射爐輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，以一定的(de)粒度加(jia)入熔(rong)爐電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質量比用(yong)菱鎂(mei)礦石好，成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)又比用(yong)球料(liao)作原(yuan)料(liao)時(shi)便宜，因而得到了一定的(de)推廣(guang)。

④燒結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了某些電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特(te)殊要求，有時必須在(zai)電(dian)熔過程(cheng)中(zhong)采(cai)用(yong)燒結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)熔原料，如采(cai)用(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)熔原料，一般首先(xian)利(li)用(yong)處理海(hai)水和石灰乳作(zuo)用(yong)生(sheng)產氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒成輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)其(qi)他方法也(ye)可以(yi)制得輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制取方法)，采(cai)用(yong)輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原料生(sheng)產電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等(deng)研究(jiu)認為(wei)，極少量的(de)(de)雜(za)質(zhi)氣體(ti)(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)體(ti)(ti)的(de)(de)雜(za)質(zhi)，可明顯影響晶(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)長大(da)。因為(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)在(zai)于增加晶(jing)(jing)界(jie)(jie)運動(dong)所需的(de)(de)能(neng)量。當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)體(ti)(ti)能(neng)量降低，其(qi)降低量與第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積(ji)成正比，所以(yi)必須提高晶(jing)(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)才能(neng)離開第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動(dong)。并且當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)必須變形(xing)，第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)量愈多(duo)，晶(jing)(jing)粒(li)長大(da)的(de)(de)極限尺寸愈小(xiao)。

另一方面(mian)為了降低(di)電熔凝氧化(hua)鎂的顯(xian)氣孔率，也應盡量減(jian)少原料氧化(hua)鎂的氣體排出，因此，采用(yong)燒結鎂砂電熔有其顯(xian)著(zhu)優(you)點(dian)。

⑤電熔氧化鎂單(dan)晶的化學原料質(zhi)量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特(te)(te)性是同原子(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)力學本(ben)性如離子(zi)(zi)(zi)半徑(jing)的(de)(de)(de)尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)，離子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電(dian)位數值，離子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)外層結構(gou)等相關聯。而(er)氧化(hua)鎂的(de)(de)(de)離子(zi)(zi)(zi)尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)、質量和(he)電(dian)荷、陽離子(zi)(zi)(zi)和(he)陰(yin)離子(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)(de)結合特(te)(te)性和(he)強度、離子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)極(ji)化(hua)作用、結晶構(gou)造等決定它(ta)是一高熔點化(hua)合物(wu)。

氧化鎂(mei)的熔點和結構參數：陽離子(zi)半徑0.074mm;陰離子(zi)半徑0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)位(wei)數6;有(you)效(xiao)配(pei)位(wei)數8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制造的最重要(yao)過程(cheng)(cheng)是(shi)由各種鎂(mei)質原料，通過各種形式的加熱方法產生高(gao)溫使鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)體(ti)。要(yao)使氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)融(rong)，必須消(xiao)耗大(da)量的熱能(neng)，以克服(fu)離子間的引(yin)力(li)。通過強大(da)電(dian)弧產生高(gao)溫而熔(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的方法叫做電(dian)弧熔(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)一般包括熱的傳導、脫(tuo)(tuo)水(shui)、脫(tuo)(tuo)碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)長大(da)等一系列物理化(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)的過程(cheng)(cheng)。

①脫水(shui)過(guo)程(cheng)。用水(shui)鎂石作原料有一脫水(shui)過(guo)程(cheng)。水(shui)鎂石的主要成分是氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過(guo)程(cheng)。用菱(ling)鎂礦作為原料時有一個脫碳(tan)過(guo)程(cheng)，脫碳(tan)過(guo)程(cheng)包括兩個方面。一方面是菱(ling)鎂礦石的熱分解，菱(ling)鎂礦石的主要(yao)成分是碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在電(dian)熔過(guo)程中(zhong)往往在原料氧化鎂中(zhong)加入石(shi)墨(mo)粉末(mo)添加物(助劑)，在電(dian)熔爐(lu)起動過(guo)程中(zhong)需(xu)在三電(dian)極(ji)(石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji))的下端用石(shi)墨(mo)粉末(mo)鋪成三角形(xing)或(huo)星形(xing)導線(xian)路，在通電(dian)過(guo)程中(zhong)受(shou)熱(re)燒(shao)損(sun)或(huo)完全(quan)燃(ran)燒(shao)除(chu)去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)即氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)離子(zi)和(he)氧離子(zi)在(zai)強電(dian)弧產(chan)生的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)能(neng)作用下(xia)，克服單(dan)晶體中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)束縛，變(bian)成能(neng)自由(you)運動的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)。也(ye)就(jiu)是說，氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)加(jia)熱(re)(re)到一(yi)定溫度(熔(rong)點)就(jiu)會(hui)由(you)固(gu)體變(bian)成液體，叫熔(rong)化(hua)(hua)。在(zai)這(zhe)一(yi)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)需消(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)能(neng)。據電(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)生產(chan)者對用水鎂(mei)(mei)(mei)石作原料(liao)生產(chan)電(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)平衡的(de)(de)(de)(de)(de)衡算，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)例(li)如(ru)下(xia)：氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)晶體生成熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂生成熱(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻(que)(que)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻(que)(que)爐殼的(de)(de)(de)(de)(de)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)表(biao)面散(san)熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失值(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數據可以看出，在(zai)電(dian)熔(rong)