電弧熔爐生(sheng)產(chan)電熔氧化鎂的工藝流程(cheng)主要(yao)包括：原料配料、電弧熔融、破碎、選(xuan)別、粉(fen)碎、篩別、磁選(xuan)、分類包裝等(deng)。

(1)原料

我(wo)國有豐富的(de)優質菱鎂礦石(shi)，氧化鎂含量高，又易于開采，因此，被廣(guang)泛用作(zuo)電熔氧化鎂的(de)原料(liao)。采用菱鎂石(shi)作(zuo)原料(liao)，碳酸鎂分解產(chan)生CO2氣(qi)體，由(you)于有大量氣(qi)體從爐(lu)內排出影(ying)響著(zhu)電熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂的結晶帶(dai)的形成(cheng)均(jun)有不利影響(xiang)，由于大量(liang)塵料(liao)飛(fei)損，使物料(liao)損耗和能量(liang)消耗增高，也惡化(hua)了(le)車間生產(chan)環(huan)境。但由于優質菱(ling)鎂礦石容易獲得，價格很低廉，所以，仍是我國電熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂用得最(zui)多最(zui)廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石中氧化鎂(mei)的(de)含(han)量高(gao)低和化學成分直(zhi)接影響(xiang)到電(dian)熔凝氧化鎂(mei)的(de)質量，同時在電(dian)熔過程中也直(zhi)接影響(xiang)到電(dian)熔凝氧化鎂(mei)得到的(de)品級比(bi)例，因(yin)此(ci)，為(wei)了保證(zheng)電(dian)熔凝氧化鎂(mei)的(de)質量和品級比(bi)例，必須對各種礦石進(jin)行適當的(de)配比(bi)后進(jin)行熔煉。

②水(shui)(shui)鎂石(shi)。我國的(de)遼(liao)寧省水(shui)(shui)鎂石(shi)的(de)礦源(yuan)非常豐富，水(shui)(shui)鎂石(shi)中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂含(han)量高于菱(ling)鎂礦石(shi)。它也是(shi)一種制造電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂的(de)原料，部分地區水(shui)(shui)鎂石(shi)的(de)化(hua)學成分見表2。

表(biao)2水鎂石的化學(xue)成分/%

③輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。以(yi)輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作為(wei)電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)原料，可以(yi)使生產環境得到改善，可以(yi)降(jiang)低運輸(shu)費用。由于電熔(rong)時排出氣(qi)體少，成分也較均勻，對提高電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)質量有利。

我國有(you)一(yi)些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以輕(qing)(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成球(qiu)料(liao)入爐電(dian)熔(rong)。輕(qing)(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量達到98%，以此(ci)料(liao)能生(sheng)產出白色大(da)結晶電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由(you)于成球(qiu)費用高，影(ying)響生(sheng)產成本。目(mu)前，有(you)的(de)廠家采(cai)用反射爐輕(qing)(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以一(yi)定的(de)粒度加入熔(rong)爐電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量比(bi)用菱鎂(mei)(mei)礦石好，成本又(you)比(bi)用球(qiu)料(liao)作(zuo)原料(liao)時(shi)便宜，因(yin)而得到了一(yi)定的(de)推廣。

④燒結鎂(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)(wei)了某些電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)特(te)殊要求，有時(shi)(shi)必(bi)須(xu)在電熔(rong)過程中采用(yong)(yong)(yong)(yong)燒結鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)(wei)電熔(rong)原(yuan)料(liao)，如采用(yong)(yong)(yong)(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)(wei)電熔(rong)原(yuan)料(liao)，一般首先利用(yong)(yong)(yong)(yong)處理(li)海(hai)水和石灰乳作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)生產(chan)氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒成輕燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)(yong)(yong)其他方(fang)法(fa)也(ye)可(ke)以制得輕燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工(gong)業氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)制取方(fang)法(fa))，采用(yong)(yong)(yong)(yong)輕燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)原(yuan)料(liao)生產(chan)電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)(wei)(wei)，極少量(liang)的(de)雜質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于(yu)晶(jing)(jing)(jing)體的(de)雜質(zhi)，可(ke)明顯影響(xiang)晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)長大。因為(wei)(wei)(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)在于(yu)增加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)運動(dong)所需的(de)能量(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)(shi)，晶(jing)(jing)(jing)體能量(liang)降低，其降低量(liang)與(yu)(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面積成正比(bi)，所以必(bi)須(xu)提高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)能，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)才能離開第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)繼續運動(dong)。并且當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)(shi)，與(yu)(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)必(bi)須(xu)變(bian)形(xing)，第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)粒長大的(de)極限尺寸愈小(xiao)。

另一(yi)方面為了降(jiang)低電(dian)熔凝氧化鎂的顯氣孔(kong)率(lv)，也應盡量減少(shao)原(yuan)料氧化鎂的氣體排(pai)出，因此，采用燒結鎂砂電(dian)熔有其顯著優點。

⑤電熔氧化(hua)(hua)鎂單晶的化(hua)(hua)學原料質量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是同原子(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)的(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)力(li)學本性如(ru)離(li)(li)子(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺(chi)寸，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)位數值，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)外層結構等相關聯。而氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)尺(chi)寸、質量(liang)和(he)(he)電(dian)荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)和(he)(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)之間(jian)的(de)(de)結合特(te)性和(he)(he)強度(du)、離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)極化(hua)作用、結晶(jing)構造(zao)等決定它是一高熔點(dian)化(hua)合物。

氧化鎂的熔點和結(jie)構(gou)參(can)數(shu)：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結(jie)構(gou)類型(xing)NaCl;配(pei)位數(shu)6;有效配(pei)位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造的最重要過(guo)(guo)(guo)(guo)程是由各(ge)種(zhong)鎂(mei)質原料，通過(guo)(guo)(guo)(guo)各(ge)種(zhong)形式的加熱方法產生高溫使鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，變(bian)成氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)(rong)體。要使氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)，必須消耗(hao)大(da)量的熱能(neng)，以克服離子(zi)間的引力。通過(guo)(guo)(guo)(guo)強(qiang)大(da)電(dian)(dian)弧產生高溫而熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的方法叫做電(dian)(dian)弧熔(rong)(rong)(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)(guo)程一般包括熱的傳導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)(jing)、晶(jing)(jing)體長大(da)等(deng)一系列物理化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的過(guo)(guo)(guo)(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)。用水(shui)鎂石作(zuo)原料有一脫(tuo)水(shui)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)。水(shui)鎂石的主(zhu)要成分(fen)是氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)水(shui)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)碳過程。用菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)作為(wei)原(yuan)料時有一(yi)(yi)個脫(tuo)(tuo)碳過程，脫(tuo)(tuo)碳過程包括兩個方(fang)面。一(yi)(yi)方(fang)面是菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)石(shi)的熱(re)分(fen)解，菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)石(shi)的主(zhu)要成分(fen)是碳酸鎂(mei)(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由(you)于(yu)在(zai)(zai)電熔過(guo)程中(zhong)往往在(zai)(zai)原料氧化鎂中(zhong)加(jia)入石(shi)墨(mo)(mo)粉(fen)末添(tian)加(jia)物(wu)(助劑)，在(zai)(zai)電熔爐(lu)起動(dong)過(guo)程中(zhong)需在(zai)(zai)三電極(石(shi)墨(mo)(mo)電極)的下端用石(shi)墨(mo)(mo)粉(fen)末鋪(pu)成三角形或(huo)星形導線路(lu)，在(zai)(zai)通電過(guo)程中(zhong)受熱(re)燒(shao)損或(huo)完(wan)全燃燒(shao)除去石(shi)墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)即(ji)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)中(zhong)(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)離(li)子和(he)氧(yang)離(li)子在(zai)強電(dian)(dian)(dian)(dian)弧產生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)(neng)作(zuo)用下，克服(fu)單晶(jing)體中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)格能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)束縛，變成能(neng)(neng)自由(you)運(yun)動的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)。也(ye)就是說，氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)加(jia)熱(re)(re)(re)(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)(rong)點)就會(hui)由(you)固(gu)體變成液體，叫(jiao)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)。在(zai)這(zhe)(zhe)一過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)需消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)大量的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)生(sheng)(sheng)(sheng)產者對(dui)用水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石作(zuo)原(yuan)料生(sheng)(sheng)(sheng)產電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)(de)(de)(de)(de)衡(heng)算(suan)，熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)比例(li)如下：氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)晶(jing)體生(sheng)(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐(lu)殼的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子表面散熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶走熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)損(sun)失值(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)(zhe)些統計數據可(ke)以(yi)看(kan)出，在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)