電弧(hu)熔爐(lu)生產(chan)電熔氧(yang)化鎂(mei)的工藝流程主(zhu)要包括(kuo)：原料(liao)配料(liao)、電弧(hu)熔融(rong)、破碎、選別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁(ci)選、分類包裝等。

(1)原料

我國有豐(feng)富的(de)優(you)質(zhi)菱鎂(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)含量高，又易(yi)于開采(cai)(cai)，因(yin)此，被廣泛用作(zuo)電熔氧化(hua)鎂(mei)的(de)原(yuan)料。采(cai)(cai)用菱鎂(mei)石作(zuo)原(yuan)料，碳(tan)酸鎂(mei)分(fen)解產生CO2氣體，由于有大量氣體從爐內(nei)排出影(ying)響著電熔過(guo)程的(de)進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的結晶(jing)帶(dai)的形成(cheng)均有不利影響(xiang)，由于大量塵料飛損(sun)，使物料損(sun)耗和能量消耗增(zeng)高，也惡(e)化(hua)(hua)了車間生產環境。但由于優質(zhi)菱鎂(mei)礦(kuang)石容易獲得，價格很低(di)廉，所以，仍是我國電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)用得最多最廣泛的原料。

(2)配料

①菱鎂礦。菱鎂礦石中(zhong)氧化(hua)(hua)鎂的(de)含量(liang)高低和化(hua)(hua)學成分直接(jie)(jie)影響到(dao)(dao)(dao)電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂的(de)質(zhi)量(liang)，同時在電熔(rong)(rong)(rong)過程中(zhong)也直接(jie)(jie)影響到(dao)(dao)(dao)電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂得(de)到(dao)(dao)(dao)的(de)品(pin)(pin)級(ji)比(bi)例，因此，為了保證電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂的(de)質(zhi)量(liang)和品(pin)(pin)級(ji)比(bi)例，必須對各種(zhong)礦石進(jin)行適當的(de)配比(bi)后進(jin)行熔(rong)(rong)(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)石(shi)。我國的遼(liao)寧省水(shui)鎂(mei)石(shi)的礦源非常豐(feng)富，水(shui)鎂(mei)石(shi)中氧化(hua)鎂(mei)含量高于(yu)菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)。它(ta)也是一種制(zhi)造電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)的原料，部分地區水(shui)鎂(mei)石(shi)的化(hua)學(xue)成(cheng)分見(jian)表2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂。以(yi)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂作為電熔氧(yang)化(hua)鎂原料，可以(yi)使生產環境得(de)到改善，可以(yi)降低(di)運輸費用。由于(yu)電熔時排出(chu)氣體少，成分也較均(jun)勻，對(dui)提高電熔氧(yang)化(hua)鎂質量有利(li)。

我國(guo)有(you)一些電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制(zhi)成球(qiu)料(liao)入爐(lu)電熔(rong)。輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量達到(dao)98%，以(yi)此料(liao)能生產(chan)出白色大結晶電熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由(you)于成球(qiu)費用(yong)高，影響生產(chan)成本(ben)。目前，有(you)的廠(chang)家采用(yong)反射爐(lu)輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)一定的粒度加入熔(rong)爐(lu)電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的質(zhi)量比用(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石好(hao)，成本(ben)又比用(yong)球(qiu)料(liao)作(zuo)原(yuan)料(liao)時(shi)便宜，因而得到(dao)了一定的推廣(guang)。

④燒結(jie)鎂(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了某些電熔(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)特(te)殊(shu)要求，有時(shi)必(bi)(bi)須在(zai)電熔(rong)(rong)(rong)過(guo)程中(zhong)采(cai)用(yong)(yong)(yong)燒結(jie)鎂(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電熔(rong)(rong)(rong)原料(liao)，如采(cai)用(yong)(yong)(yong)海水(shui)鎂(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電熔(rong)(rong)(rong)原料(liao)，一般(ban)首(shou)先利用(yong)(yong)(yong)處理海水(shui)和(he)石灰乳(ru)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)生產氫氧化(hua)(hua)鎂(mei)，將(jiang)氫氧化(hua)(hua)鎂(mei)煅(duan)燒成(cheng)輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)(yong)其(qi)他(ta)方法也可以制得(de)輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(詳(xiang)見工業氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)制取(qu)方法)，采(cai)用(yong)(yong)(yong)輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原料(liao)生產電熔(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特(te)爾(er)(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)，極(ji)少量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)雜質(zhi)(zhi)氣(qi)體(相)也屬(shu)于(yu)晶(jing)(jing)體的(de)(de)(de)雜質(zhi)(zhi)，可明顯(xian)影響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)長大。因為(wei)(wei)雜質(zhi)(zhi)相的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)在(zai)于(yu)增加晶(jing)(jing)界運(yun)動所需的(de)(de)(de)能量(liang)(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)界與(yu)第二(er)相相遇時(shi)，晶(jing)(jing)體能量(liang)(liang)(liang)降(jiang)低(di)，其(qi)降(jiang)低(di)量(liang)(liang)(liang)與(yu)第二(er)相橫截面積成(cheng)正比(bi)，所以必(bi)(bi)須提高晶(jing)(jing)界能，晶(jing)(jing)界才能離開第二(er)相繼續運(yun)動。并且當晶(jing)(jing)界與(yu)第二(er)相相遇時(shi)，與(yu)第二(er)相橫截面積相等的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)界必(bi)(bi)須變形，第二(er)相數量(liang)(liang)(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒長大的(de)(de)(de)極(ji)限尺寸愈小。

另一方(fang)面(mian)為(wei)了(le)降低電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的顯氣(qi)孔率，也應盡量減少原料氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的氣(qi)體排出，因此，采用燒結鎂(mei)(mei)(mei)砂電熔(rong)(rong)有其顯著優點。

⑤電熔氧化(hua)(hua)鎂單(dan)晶的化(hua)(hua)學原料質量(liang)要(yao)求(qiu)：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性是同(tong)原(yuan)子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)力學(xue)本性如離(li)(li)(li)子(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺(chi)寸，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電位數值(zhi)，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)外(wai)層結構等(deng)相關聯。而氧化鎂的(de)(de)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)尺(chi)寸、質量和(he)電荷、陽離(li)(li)(li)子(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)(de)結合特性和(he)強(qiang)度、離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)極化作用、結晶構造等(deng)決定它(ta)是一高熔點化合物。

氧化鎂的熔點(dian)和結構參數：陽(yang)離(li)(li)子半徑0.074mm;陰離(li)(li)子半徑0.53mm;結構類(lei)型NaCl;配位數6;有(you)效配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂制造的(de)最重要(yao)過(guo)程是由各種鎂質原料，通過(guo)各種形式的(de)加熱方法(fa)(fa)產生(sheng)高(gao)溫使鎂質材(cai)料(MgO)熔化(hua)(hua)，變(bian)成氧(yang)化(hua)(hua)鎂熔體。要(yao)使氧(yang)化(hua)(hua)鎂熔融，必須消耗(hao)大量的(de)熱能，以(yi)克服離子間的(de)引力。通過(guo)強大電弧(hu)產生(sheng)高(gao)溫而熔化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)方法(fa)(fa)叫做電弧(hu)熔融法(fa)(fa)。這個融化(hua)(hua)過(guo)程一般包括熱的(de)傳導、脫水、脫碳、熔化(hua)(hua)、析晶、晶體長大等一系(xi)列物理化(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)的(de)過(guo)程。

①脫水(shui)過程(cheng)。用水(shui)鎂(mei)(mei)石作原(yuan)料有一脫水(shui)過程(cheng)。水(shui)鎂(mei)(mei)石的主要成分是(shi)(shi)氫(qing)氧化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)過程(cheng)是(shi)(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過(guo)程。用菱鎂礦(kuang)作為原料時有一個(ge)脫(tuo)碳過(guo)程，脫(tuo)碳過(guo)程包括兩個(ge)方面(mian)。一方面(mian)是(shi)菱鎂礦(kuang)石(shi)的(de)熱分解，菱鎂礦(kuang)石(shi)的(de)主要成(cheng)分是(shi)碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電(dian)熔過(guo)程(cheng)中(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)原料氧化鎂中(zhong)加(jia)入石(shi)墨粉末添加(jia)物(助劑)，在(zai)電(dian)熔爐起動過(guo)程(cheng)中(zhong)需在(zai)三(san)電(dian)極(石(shi)墨電(dian)極)的下端用石(shi)墨粉末鋪成三(san)角形或(huo)(huo)星形導線路，在(zai)通電(dian)過(guo)程(cheng)中(zhong)受熱燒(shao)損或(huo)(huo)完全燃(ran)燒(shao)除(chu)去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)即氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離(li)子(zi)和氧離(li)子(zi)在(zai)強(qiang)電(dian)弧產生(sheng)的(de)熱(re)(re)能作用下(xia)，克(ke)服單(dan)晶體中(zhong)的(de)晶格能的(de)束縛，變(bian)成(cheng)能自由運動的(de)過程(cheng)(cheng)。也就是說，氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)點)就會由固體變(bian)成(cheng)液體，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)。在(zai)這一過程(cheng)(cheng)中(zhong)需消耗(hao)大(da)量的(de)電(dian)能。據(ju)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)產者對用水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)作原料生(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)熱(re)(re)平衡的(de)衡算(suan)，熱(re)(re)消耗(hao)的(de)比例如下(xia)：氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶體生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)消耗(hao)值(zhi)34.9%，渣(zha)皮消耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)表面(mian)散熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能損(sun)失值(zhi)3.2%，從(cong)這些統計數據(ju)可以看出，在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)