電(dian)(dian)弧熔爐(lu)生產電(dian)(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)的工藝流(liu)程主要包括(kuo)：原料配料、電(dian)(dian)弧熔融、破碎、選(xuan)別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選(xuan)、分(fen)類包裝等。

(1)原料

我國有豐富的(de)優質菱(ling)鎂礦石，氧化鎂含(han)量(liang)高，又易于(yu)開采，因此，被廣(guang)泛用作電熔氧化鎂的(de)原料。采用菱(ling)鎂石作原料，碳酸(suan)鎂分解產生CO2氣(qi)體，由于(yu)有大量(liang)氣(qi)體從爐內排出影響著電熔過(guo)程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電(dian)熔氧化(hua)鎂的結晶帶的形成(cheng)均有不利影響，由于大量塵料(liao)飛(fei)損，使物(wu)料(liao)損耗和能(neng)量消耗增高(gao)，也惡化(hua)了車間生產環(huan)境(jing)。但由于優(you)質菱(ling)鎂礦石容易獲得，價格很低廉，所(suo)以，仍是我國(guo)電(dian)熔氧化(hua)鎂用得最多最廣泛(fan)的原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)中氧化(hua)(hua)鎂(mei)的含量高低和化(hua)(hua)學成分(fen)直(zhi)接影響到電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的質(zhi)量，同(tong)時在電(dian)熔過(guo)程中也(ye)直(zhi)接影響到電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)得到的品級比例(li)，因此，為(wei)了保證電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的質(zhi)量和品級比例(li)，必須對(dui)各種礦(kuang)石(shi)進行適當(dang)的配(pei)比后進行熔煉。

②水鎂(mei)石(shi)(shi)。我國的(de)遼寧(ning)省水鎂(mei)石(shi)(shi)的(de)礦(kuang)源非常豐富，水鎂(mei)石(shi)(shi)中氧化(hua)鎂(mei)含量高于菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)。它也是一種制造電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)原料，部分地區(qu)水鎂(mei)石(shi)(shi)的(de)化(hua)學成分見表(biao)2。

表2水鎂石(shi)的化(hua)學成分(fen)/%

③輕燒氧化鎂(mei)。以(yi)輕燒氧化鎂(mei)作(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)原(yuan)料，可以(yi)使(shi)生產環境得到改善，可以(yi)降低運(yun)輸費用。由(you)于電(dian)熔(rong)時排出(chu)氣體(ti)少，成分也較均勻(yun)，對(dui)提高電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)質(zhi)量有利(li)。

我國有一些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)以輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)球(qiu)料(liao)入爐電(dian)熔(rong)(rong)。輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)的氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)達到98%，以此料(liao)能生產(chan)出白(bai)色大結晶電(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)費用高，影響生產(chan)成(cheng)本。目前，有的廠(chang)家采(cai)用反射(she)爐輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)，以一定(ding)的粒度加入熔(rong)(rong)爐電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的質量(liang)比(bi)(bi)用菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本又比(bi)(bi)用球(qiu)料(liao)作原(yuan)料(liao)時便宜(yi)，因(yin)而得到了一定(ding)的推廣。

④燒結鎂(mei)(mei)砂(sha)(sha)。為(wei)(wei)了某些(xie)電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)特殊要(yao)求(qiu)，有時必(bi)須在電(dian)(dian)熔過程中采(cai)用(yong)燒結鎂(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)(dian)熔原料，如采(cai)用(yong)海水鎂(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)(dian)熔原料，一般首先(xian)利用(yong)處(chu)理海水和(he)石(shi)灰(hui)乳(ru)作(zuo)用(yong)生(sheng)產氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)煅燒成輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)其他方法也可(ke)(ke)以(yi)制(zhi)(zhi)得輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)制(zhi)(zhi)取方法)，采(cai)用(yong)輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原料生(sheng)產電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)，極少量(liang)(liang)的(de)(de)雜(za)質氣體(相(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)體的(de)(de)雜(za)質，可(ke)(ke)明顯影響晶(jing)粒的(de)(de)長大。因為(wei)(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)在于增加晶(jing)界(jie)運動所(suo)需的(de)(de)能量(liang)(liang)。當晶(jing)界(jie)與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)體能量(liang)(liang)降低(di)(di)，其降低(di)(di)量(liang)(liang)與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)橫截面(mian)積(ji)成正比(bi)，所(suo)以(yi)必(bi)須提高晶(jing)界(jie)能，晶(jing)界(jie)才(cai)能離開第(di)二相(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)界(jie)與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)橫截面(mian)積(ji)相(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)界(jie)必(bi)須變形，第(di)二相(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈多(duo)，晶(jing)粒長大的(de)(de)極限尺寸愈小。

另一方(fang)面為了降低(di)電熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)的顯(xian)氣孔率，也應盡量減少原料氧化鎂(mei)(mei)的氣體排出，因此(ci)，采(cai)用燒結(jie)鎂(mei)(mei)砂電熔(rong)有其(qi)顯(xian)著優點。

⑤電熔(rong)氧化鎂單(dan)晶的化學(xue)原料(liao)質(zhi)量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是(shi)同原子和(he)分子的(de)(de)(de)量(liang)子力學本(ben)性如離(li)子半徑的(de)(de)(de)尺寸(cun)，離(li)子的(de)(de)(de)電(dian)位(wei)數值(zhi)，離(li)子的(de)(de)(de)電(dian)子外層結構等相關(guan)聯。而(er)氧化(hua)鎂的(de)(de)(de)離(li)子尺寸(cun)、質量(liang)和(he)電(dian)荷、陽離(li)子和(he)陰離(li)子之間的(de)(de)(de)結合特性和(he)強(qiang)度、離(li)子的(de)(de)(de)極化(hua)作用(yong)、結晶構造(zao)等決(jue)定(ding)它是(shi)一高熔(rong)點化(hua)合物。

氧化鎂的熔(rong)(rong)點和結構參數(shu)：陽離子(zi)(zi)半徑0.074mm;陰離子(zi)(zi)半徑0.53mm;結構類型(xing)NaCl;配位(wei)數(shu)6;有效(xiao)配位(wei)數(shu)8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔(rong)(rong)點2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制(zhi)造的(de)最重要過(guo)程是(shi)由各種鎂(mei)質原料，通過(guo)各種形式的(de)加熱方(fang)法產生高溫使(shi)鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體(ti)(ti)。要使(shi)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融(rong)(rong)，必須消耗大量的(de)熱能，以克服離子(zi)間的(de)引力。通過(guo)強大電(dian)弧產生高溫而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)方(fang)法叫做電(dian)弧熔(rong)(rong)融(rong)(rong)法。這(zhe)個融(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程一(yi)般包(bao)括熱的(de)傳導、脫(tuo)(tuo)水(shui)、脫(tuo)(tuo)碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)、析(xi)晶、晶體(ti)(ti)長大等一(yi)系(xi)列物理化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的(de)過(guo)程。

①脫(tuo)水過(guo)(guo)程(cheng)。用(yong)水鎂(mei)(mei)石作原料(liao)有一脫(tuo)水過(guo)(guo)程(cheng)。水鎂(mei)(mei)石的主要成分是(shi)氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水過(guo)(guo)程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)碳過程。用(yong)菱鎂礦(kuang)(kuang)作(zuo)為(wei)原(yuan)料時有(you)一個脫(tuo)(tuo)碳過程，脫(tuo)(tuo)碳過程包括兩個方面(mian)。一方面(mian)是菱鎂礦(kuang)(kuang)石的(de)熱分(fen)解，菱鎂礦(kuang)(kuang)石的(de)主(zhu)要成(cheng)分(fen)是碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面(mian)，由于在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)過程中往往在(zai)(zai)原(yuan)料氧化鎂(mei)中加入(ru)石墨(mo)(mo)粉(fen)末添加物(助劑)，在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)爐起(qi)動過程中需在(zai)(zai)三(san)電(dian)極(石墨(mo)(mo)電(dian)極)的下端用石墨(mo)(mo)粉(fen)末鋪成三(san)角形或(huo)星形導線(xian)路(lu)，在(zai)(zai)通電(dian)過程中受熱(re)燒損或(huo)完(wan)全(quan)燃燒除去石墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化過(guo)程(cheng)。熔(rong)化過(guo)程(cheng)即氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離(li)子和(he)氧(yang)(yang)離(li)子在強電(dian)(dian)弧產生(sheng)(sheng)的(de)(de)熱(re)能(neng)作用下，克(ke)服單晶(jing)體(ti)中的(de)(de)晶(jing)格能(neng)的(de)(de)束(shu)縛，變(bian)成(cheng)能(neng)自(zi)由運動的(de)(de)過(guo)程(cheng)。也就是說，氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)加熱(re)到(dao)一定溫度(熔(rong)點)就會由固(gu)體(ti)變(bian)成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)化。在這(zhe)一過(guo)程(cheng)中需消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)大量的(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)生(sheng)(sheng)產者對用水(shui)鎂(mei)(mei)石作原料生(sheng)(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)的(de)(de)比例如(ru)下：氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)晶(jing)體(ti)生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)值34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值15.3%，散(san)砂生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)耗(hao)(hao)(hao)值3.0%，冷(leng)卻水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值8.4%，冷(leng)卻爐殼的(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值7.9%，爐子表面散(san)熱(re)值6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)值28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損(sun)失值3.2%，從(cong)這(zhe)些統計(ji)數(shu)據(ju)可以看(kan)出，在電(dian)(dian)熔(rong)