電(dian)弧(hu)(hu)熔爐生(sheng)產電(dian)熔氧化鎂的工藝流(liu)程主要(yao)包(bao)括(kuo)：原料(liao)(liao)配(pei)料(liao)(liao)、電(dian)弧(hu)(hu)熔融、破碎、選別、粉碎、篩(shai)別、磁選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富的優(you)質菱(ling)鎂礦石，氧(yang)化(hua)鎂含量(liang)高，又易于開采(cai)，因此(ci)，被廣泛用作電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂的原(yuan)料(liao)。采(cai)用菱(ling)鎂石作原(yuan)料(liao)，碳(tan)酸鎂分解產生CO2氣體，由于有大量(liang)氣體從爐內排出(chu)影響著電熔(rong)過程的進(jin)行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧化鎂的結晶帶的形成(cheng)均有不利影(ying)響，由于大量塵(chen)料(liao)飛損，使物料(liao)損耗和能量消耗增高，也惡化了車間生(sheng)產(chan)環境。但由于優質菱鎂礦石容(rong)易獲得(de)，價格很低廉，所以(yi)，仍是(shi)我(wo)國電(dian)熔氧化鎂用得(de)最多最廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂礦。菱(ling)鎂礦石(shi)中氧(yang)(yang)(yang)化鎂的含量(liang)高低和(he)化學成分直(zhi)接(jie)(jie)影響(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化鎂的質(zhi)量(liang)，同時在(zai)電(dian)熔(rong)過程中也直(zhi)接(jie)(jie)影響(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化鎂得(de)到(dao)的品級比例(li)，因此，為了保證電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化鎂的質(zhi)量(liang)和(he)品級比例(li)，必須對各(ge)種礦石(shi)進(jin)行適(shi)當(dang)的配比后(hou)進(jin)行熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)。我國(guo)的(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)礦源非常(chang)豐(feng)富，水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)中氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)。它(ta)也是一種制(zhi)造(zao)電熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原(yuan)料，部分地區水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)化(hua)(hua)學(xue)成(cheng)分見表2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)。以輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)作為電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)原(yuan)料，可以使生產環境得到改(gai)善，可以降低運(yun)輸費用。由于電熔(rong)時(shi)排出氣體少，成分也較(jiao)均(jun)勻，對提高電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)質量(liang)有利。

我(wo)國有一(yi)些電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)以(yi)輕燒氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)制成(cheng)(cheng)球(qiu)料入爐電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)。輕燒氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)含量達到98%，以(yi)此料能生產出白色大結晶電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)。但(dan)由(you)于成(cheng)(cheng)球(qiu)費用(yong)(yong)高，影(ying)響生產成(cheng)(cheng)本(ben)。目前，有的(de)(de)廠家(jia)采用(yong)(yong)反射爐輕燒氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)，以(yi)一(yi)定(ding)的(de)(de)粒度加入熔(rong)(rong)(rong)爐電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量比用(yong)(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石好(hao)，成(cheng)(cheng)本(ben)又比用(yong)(yong)球(qiu)料作原料時便宜，因而得到了一(yi)定(ding)的(de)(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了(le)某些電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特殊要求，有時(shi)必須(xu)在(zai)電熔(rong)(rong)過程中采(cai)(cai)用(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)電熔(rong)(rong)原(yuan)料(liao)，如采(cai)(cai)用(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)電熔(rong)(rong)原(yuan)料(liao)，一般首先利用(yong)處理(li)海水(shui)和(he)石灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)生產(chan)氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)其(qi)他方(fang)法(fa)也可以(yi)(yi)制(zhi)得輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制(zhi)取方(fang)法(fa))，采(cai)(cai)用(yong)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)原(yuan)料(liao)生產(chan)電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(tuo)(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極少(shao)量(liang)(liang)的(de)(de)雜(za)質氣體(ti)(相(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)雜(za)質，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)長(chang)大。因為(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)在(zai)于(yu)增加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)運(yun)動(dong)所需(xu)的(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)體(ti)能(neng)量(liang)(liang)降(jiang)(jiang)低，其(qi)降(jiang)(jiang)低量(liang)(liang)與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面積(ji)(ji)成正比，所以(yi)(yi)必須(xu)提高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)才能(neng)離開第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)繼(ji)續運(yun)動(dong)。并且當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面積(ji)(ji)相(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)必須(xu)變(bian)形(xing)，第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)粒長(chang)大的(de)(de)極限(xian)尺寸愈小。

另一方面為(wei)了降低(di)電熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂的(de)顯氣(qi)孔率(lv)，也應盡量減少原料氧化(hua)鎂的(de)氣(qi)體排出(chu)，因此，采用(yong)燒結鎂砂(sha)電熔(rong)(rong)有(you)其(qi)顯著優(you)點。

⑤電熔(rong)氧化鎂單晶的(de)化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是同原子(zi)和分子(zi)的(de)量子(zi)力學本性如離(li)(li)子(zi)半徑的(de)尺(chi)寸，離(li)(li)子(zi)的(de)電位數值(zhi)，離(li)(li)子(zi)的(de)電子(zi)外層結構(gou)等相關聯。而氧化(hua)鎂的(de)離(li)(li)子(zi)尺(chi)寸、質(zhi)量和電荷、陽離(li)(li)子(zi)和陰離(li)(li)子(zi)之間的(de)結合特性和強度、離(li)(li)子(zi)的(de)極(ji)化(hua)作用、結晶構(gou)造(zao)等決定(ding)它是一高(gao)熔點化(hua)合物。

氧(yang)化鎂(mei)的熔(rong)點和結構(gou)參數(shu)：陽離(li)子(zi)半徑(jing)0.074mm;陰離(li)子(zi)半徑(jing)0.53mm;結構(gou)類(lei)型(xing)NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂制造(zao)的(de)最重(zhong)要過(guo)程(cheng)(cheng)是由各(ge)種鎂質原料(liao)，通過(guo)各(ge)種形式的(de)加熱方法產生高溫(wen)使鎂質材料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變(bian)成氧化(hua)(hua)鎂熔(rong)體。要使氧化(hua)(hua)鎂熔(rong)融，必(bi)須消(xiao)耗大(da)(da)量的(de)熱能，以(yi)克服離子(zi)間的(de)引力。通過(guo)強大(da)(da)電弧產生高溫(wen)而熔(rong)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂的(de)方法叫做電弧熔(rong)融法。這(zhe)個融化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)一(yi)般包括熱的(de)傳導(dao)、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體長大(da)(da)等一(yi)系列物理(li)化(hua)(hua)學(xue)變(bian)化(hua)(hua)的(de)過(guo)程(cheng)(cheng)。

①脫水(shui)過(guo)程(cheng)。用水(shui)鎂石作原(yuan)料有一(yi)脫水(shui)過(guo)程(cheng)。水(shui)鎂石的主要成分是(shi)氫氧化(hua)鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程。用(yong)菱(ling)鎂礦(kuang)作為原料(liao)時有(you)一(yi)個(ge)脫碳(tan)過程，脫碳(tan)過程包括兩個(ge)方面。一(yi)方面是(shi)菱(ling)鎂礦(kuang)石的熱(re)分(fen)(fen)解，菱(ling)鎂礦(kuang)石的主(zhu)要(yao)成分(fen)(fen)是(shi)碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由于(yu)在(zai)電熔(rong)過程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)原料氧化(hua)鎂中(zhong)(zhong)加入石(shi)墨粉(fen)末添(tian)加物(助劑)，在(zai)電熔(rong)爐起動過程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)需在(zai)三(san)電極(石(shi)墨電極)的下端用石(shi)墨粉(fen)末鋪成三(san)角形或(huo)星形導線路(lu)，在(zai)通電過程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)受熱(re)燒損或(huo)完全燃燒除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程。熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程即氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子和(he)氧離子在(zai)(zai)強(qiang)電(dian)弧產生(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)能(neng)作(zuo)用(yong)下，克服(fu)單(dan)晶(jing)體(ti)中的(de)(de)晶(jing)格能(neng)的(de)(de)束縛，變(bian)(bian)成(cheng)能(neng)自由(you)運動的(de)(de)過(guo)程。也(ye)就是說，氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)到一定溫度(du)(熔(rong)點)就會由(you)固體(ti)變(bian)(bian)成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)(hua)。在(zai)(zai)這一過(guo)程中需消耗(hao)(hao)大量(liang)的(de)(de)電(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產者(zhe)對用(yong)水(shui)(shui)鎂(mei)石作(zuo)原料生(sheng)產電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)消耗(hao)(hao)的(de)(de)比例如下：氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)體(ti)生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)消耗(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水(shui)(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)水(shui)(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失值(zhi)3.2%，從這些(xie)統計數(shu)據(ju)可以看出，在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)