電弧熔(rong)(rong)爐生產電熔(rong)(rong)氧化鎂的(de)工藝流程主要(yao)包(bao)括(kuo)：原(yuan)料配料、電弧熔(rong)(rong)融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分類包(bao)裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有豐富的優(you)質菱鎂礦石，氧(yang)化鎂含量(liang)(liang)高，又易于開采，因此，被廣泛用作(zuo)電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂的原料。采用菱鎂石作(zuo)原料，碳酸鎂分解產生CO2氣體(ti)，由于有大量(liang)(liang)氣體(ti)從(cong)爐內排(pai)出影響著電(dian)熔(rong)過(guo)程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧(yang)化鎂的結晶(jing)帶(dai)的形(xing)成均有不(bu)利影響，由于大量(liang)塵料飛(fei)損，使物料損耗(hao)和能量(liang)消耗(hao)增(zeng)高，也(ye)惡化了車間生產環境。但由于優(you)質菱鎂礦石容易獲(huo)得，價格很低廉，所以，仍(reng)是(shi)我國電熔(rong)氧(yang)化鎂用得最(zui)(zui)多(duo)最(zui)(zui)廣泛的原(yuan)料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)礦石中氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的含量(liang)高低和化(hua)學成分直(zhi)接(jie)影響(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的質量(liang)，同(tong)時(shi)在電(dian)熔(rong)(rong)(rong)過程中也(ye)直(zhi)接(jie)影響(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)得到(dao)的品級比例(li)，因此，為了保證電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的質量(liang)和品級比例(li)，必須對各(ge)種礦石進行適當(dang)的配比后進行熔(rong)(rong)(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)。我國的(de)(de)(de)遼(liao)寧省(sheng)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)的(de)(de)(de)礦源非(fei)常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)中(zhong)氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦石(shi)。它(ta)也是一(yi)種制(zhi)造電(dian)熔凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)原料，部分地區水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)的(de)(de)(de)化學成分見表2。

表2水(shui)鎂石的化(hua)學成分(fen)/%

③輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。以(yi)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)作(zuo)為電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)原料，可以(yi)使生產(chan)環(huan)境(jing)得到改善，可以(yi)降低運輸費用。由于電(dian)熔時排出氣體少(shao)，成分也較均勻，對提高電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)質量有利(li)。

我(wo)國有(you)一(yi)(yi)些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂以(yi)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂制成(cheng)球料(liao)入爐電(dian)熔(rong)(rong)。輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)氧(yang)(yang)化(hua)鎂含量(liang)達到98%，以(yi)此料(liao)能生(sheng)產(chan)出白色大(da)結晶電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂。但由于成(cheng)球費(fei)用(yong)高，影響生(sheng)產(chan)成(cheng)本(ben)(ben)。目前，有(you)的(de)廠家采(cai)用(yong)反射爐輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂，以(yi)一(yi)(yi)定的(de)粒度加入熔(rong)(rong)爐電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)質量(liang)比用(yong)菱鎂礦石(shi)好，成(cheng)本(ben)(ben)又比用(yong)球料(liao)作原料(liao)時便宜，因(yin)而得到了一(yi)(yi)定的(de)推(tui)廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)(sha)。為了某些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)特殊要求，有時必(bi)(bi)須在電(dian)(dian)熔(rong)過程中采用燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)為電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，如采用海(hai)(hai)水鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)為電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，一般首先利用處(chu)理海(hai)(hai)水和石灰乳作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)用生(sheng)(sheng)產(chan)氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用其他方法也(ye)可以制得輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)制取方法)，采用輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)為原(yuan)料(liao)生(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究(jiu)認為，極(ji)(ji)少量(liang)(liang)的(de)雜(za)質氣體(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于(yu)晶(jing)(jing)(jing)體的(de)雜(za)質，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)長大(da)。因為雜(za)質相(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)用在于(yu)增加晶(jing)(jing)(jing)界運(yun)動所(suo)需的(de)能量(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)體能量(liang)(liang)降(jiang)低，其降(jiang)低量(liang)(liang)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積(ji)成正比(bi)，所(suo)以必(bi)(bi)須提高晶(jing)(jing)(jing)界能，晶(jing)(jing)(jing)界才(cai)能離開第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并(bing)且當晶(jing)(jing)(jing)界與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積(ji)相(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)(jing)界必(bi)(bi)須變(bian)形，第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)粒長大(da)的(de)極(ji)(ji)限尺寸(cun)愈小。

另一方面為了降低電(dian)(dian)熔凝氧化鎂的顯氣孔率，也應盡量減少原料氧化鎂的氣體排出，因此(ci)，采(cai)用(yong)燒結鎂砂電(dian)(dian)熔有其顯著(zhu)優點(dian)。

⑤電熔(rong)氧化(hua)鎂單晶(jing)的化(hua)學原料質量(liang)要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特性是(shi)同原子(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)力(li)學本性如(ru)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)半徑(jing)的(de)尺寸，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)位數(shu)值，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)外層結構(gou)等(deng)相關聯。而氧化(hua)鎂(mei)的(de)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)尺寸、質量和(he)電(dian)荷、陽離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)陰(yin)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)之間的(de)結合(he)特性和(he)強(qiang)度(du)、離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)極(ji)化(hua)作用、結晶構(gou)造(zao)等(deng)決定(ding)它是(shi)一高(gao)熔點化(hua)合(he)物。

氧化鎂的熔點和結構(gou)(gou)參數(shu)：陽(yang)離子半徑(jing)0.074mm;陰離子半徑(jing)0.53mm;結構(gou)(gou)類型NaCl;配(pei)位(wei)數(shu)6;有(you)效配(pei)位(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)(de)最重要(yao)(yao)過(guo)程是(shi)由(you)各種鎂(mei)質原料(liao)，通(tong)過(guo)各種形式(shi)的(de)(de)(de)加熱方(fang)法(fa)產(chan)生(sheng)高(gao)溫(wen)使鎂(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)，變成氧(yang)化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體(ti)。要(yao)(yao)使氧(yang)化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融(rong)(rong)，必須(xu)消耗大量的(de)(de)(de)熱能，以克服(fu)離(li)子間(jian)的(de)(de)(de)引力。通(tong)過(guo)強大電弧(hu)產(chan)生(sheng)高(gao)溫(wen)而熔(rong)(rong)化(hua)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)叫做電弧(hu)熔(rong)(rong)融(rong)(rong)法(fa)。這個融(rong)(rong)化(hua)過(guo)程一(yi)般包括(kuo)熱的(de)(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)、析晶、晶體(ti)長大等一(yi)系列物理化(hua)學(xue)變化(hua)的(de)(de)(de)過(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)過程(cheng)。用水(shui)鎂(mei)石作原(yuan)料有(you)一脫(tuo)水(shui)過程(cheng)。水(shui)鎂(mei)石的主要成分是氫(qing)氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)過程(cheng)。用菱鎂(mei)礦作為原料時有(you)一個(ge)脫碳(tan)(tan)過程(cheng)，脫碳(tan)(tan)過程(cheng)包(bao)括兩個(ge)方面(mian)。一方面(mian)是(shi)菱鎂(mei)礦石(shi)的熱分解，菱鎂(mei)礦石(shi)的主要成分是(shi)碳(tan)(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面，由于(yu)在(zai)電(dian)熔(rong)過程(cheng)中(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)原料氧化鎂中(zhong)加入石(shi)墨(mo)粉(fen)末(mo)添加物(wu)(助劑)，在(zai)電(dian)熔(rong)爐(lu)起(qi)動過程(cheng)中(zhong)需在(zai)三(san)(san)電(dian)極(ji)(石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji))的下端用(yong)石(shi)墨(mo)粉(fen)末(mo)鋪(pu)成三(san)(san)角(jiao)形或星形導線路，在(zai)通電(dian)過程(cheng)中(zhong)受熱燒(shao)損或完(wan)全(quan)燃燒(shao)除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化過(guo)程(cheng)(cheng)。熔(rong)化過(guo)程(cheng)(cheng)即氧(yang)化鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離(li)子和氧(yang)離(li)子在(zai)強電(dian)(dian)弧(hu)產生(sheng)的(de)熱(re)(re)(re)能作(zuo)用下，克服單晶(jing)體(ti)中的(de)晶(jing)格(ge)能的(de)束縛，變(bian)成(cheng)能自由運(yun)動的(de)過(guo)程(cheng)(cheng)。也就是說，氧(yang)化鎂(mei)(mei)加(jia)熱(re)(re)(re)到一(yi)定溫(wen)度(熔(rong)點)就會(hui)由固體(ti)變(bian)成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)化。在(zai)這一(yi)過(guo)程(cheng)(cheng)中需消耗大(da)量的(de)電(dian)(dian)能。據電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)生(sheng)產者對用水鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料(liao)生(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)熱(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)消耗的(de)比例如下：氧(yang)化鎂(mei)(mei)晶(jing)體(ti)生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)消耗值(zhi)34.9%，渣皮消耗熱(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)耗值(zhi)3.0%，冷卻(que)水耗熱(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)水耗熱(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走(zou)熱(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能損失(shi)值(zhi)3.2%，從這些統計(ji)數據可以看出(chu)，在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)