電弧(hu)熔爐生(sheng)產電熔氧化鎂(mei)的(de)工藝流程(cheng)主要(yao)包(bao)括(kuo)：原料(liao)配料(liao)、電弧(hu)熔融、破碎(sui)、選別(bie)、粉碎(sui)、篩別(bie)、磁選、分(fen)類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富的優質菱鎂礦(kuang)石，氧化鎂含量高，又易于開采，因(yin)此，被廣(guang)泛(fan)用作(zuo)電熔(rong)氧化鎂的原料(liao)。采用菱鎂石作(zuo)原料(liao)，碳酸鎂分解(jie)產生CO2氣體(ti)，由于有(you)大(da)量氣體(ti)從(cong)爐內排出影(ying)響著電熔(rong)過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔氧化鎂(mei)的結晶帶(dai)的形成均(jun)有不利影響(xiang)，由于(yu)大(da)量塵料飛損，使(shi)物料損耗和能量消耗增高，也惡化了車間生產環境。但由于(yu)優質(zhi)菱鎂(mei)礦石(shi)容易獲得，價格很低廉(lian)，所以，仍是我國電熔氧化鎂(mei)用得最(zui)多最(zui)廣泛(fan)的原料。

(2)配料

①菱鎂礦。菱鎂礦石中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)含量(liang)高低和(he)化(hua)學成(cheng)分(fen)直接(jie)影(ying)響到(dao)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)質量(liang)，同時(shi)在電(dian)熔(rong)過程中(zhong)也直接(jie)影(ying)響到(dao)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂得到(dao)的(de)(de)品級(ji)比(bi)例，因此，為了保證電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)質量(liang)和(he)品級(ji)比(bi)例，必(bi)須對各種(zhong)礦石進(jin)行(xing)適當的(de)(de)配比(bi)后進(jin)行(xing)熔(rong)煉。

②水鎂(mei)石(shi)。我(wo)國的遼(liao)寧省(sheng)水鎂(mei)石(shi)的礦(kuang)源(yuan)非常豐富，水鎂(mei)石(shi)中氧化(hua)鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)。它也是一種制造電熔凝氧化(hua)鎂(mei)的原料(liao)，部分地區水鎂(mei)石(shi)的化(hua)學成分見表(biao)2。

表(biao)2水鎂石的化學成分/%

③輕燒氧化(hua)鎂。以輕燒氧化(hua)鎂作(zuo)為電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂原(yuan)料，可以使生產(chan)環境(jing)得到改善，可以降(jiang)低運(yun)輸費用(yong)。由于電(dian)熔(rong)時排出(chu)氣體少，成(cheng)分也(ye)較均勻，對提高電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂質量有利(li)。

我國有(you)一些電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以(yi)輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制成(cheng)球料入爐(lu)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)。輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量達(da)到98%，以(yi)此(ci)料能生(sheng)(sheng)產出白色大(da)結晶(jing)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)球費用(yong)高(gao)，影響生(sheng)(sheng)產成(cheng)本。目前，有(you)的(de)廠家采用(yong)反射爐(lu)輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以(yi)一定的(de)粒度(du)加入熔(rong)(rong)(rong)爐(lu)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)，電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質量比用(yong)菱鎂(mei)礦石好，成(cheng)本又比用(yong)球料作原料時便宜，因而得(de)到了一定的(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)(sha)。為(wei)(wei)了某些電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特(te)殊要求，有時(shi)必(bi)須在電(dian)熔(rong)過(guo)程中采用(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)(sha)作為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原料，如(ru)采用(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)(sha)作為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原料，一般首先利用(yong)處理海(hai)水和石灰乳作用(yong)生產(chan)氫氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)成(cheng)輕(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)其(qi)他方法也可以(yi)制得輕(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見(jian)工業氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制取方法)，采用(yong)輕(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作為(wei)(wei)原料生產(chan)電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研究認(ren)為(wei)(wei)，極(ji)少量(liang)的(de)(de)雜質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)(jing)體的(de)(de)雜質(zhi)，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)長(chang)大。因為(wei)(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)(de)作用(yong)在于增加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)運動所(suo)需的(de)(de)能(neng)量(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)體能(neng)量(liang)降低，其(qi)降低量(liang)與第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面積(ji)成(cheng)正比，所(suo)以(yi)必(bi)須提高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)才能(neng)離開第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)繼續(xu)運動。并且當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面積(ji)相(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)必(bi)須變形，第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)粒長(chang)大的(de)(de)極(ji)限尺寸愈小。

另一(yi)方面為(wei)了降低電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)顯氣孔率，也應盡量(liang)減少原料氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)氣體排(pai)出，因此，采用(yong)燒結鎂(mei)砂電(dian)熔(rong)有其顯著優點。

⑤電(dian)熔氧化鎂單(dan)晶的化學原料質量(liang)要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是(shi)同原(yuan)子(zi)和(he)分子(zi)的(de)量子(zi)力學本性(xing)如離子(zi)半徑的(de)尺寸(cun)(cun)，離子(zi)的(de)電(dian)(dian)位數值，離子(zi)的(de)電(dian)(dian)子(zi)外層結(jie)構(gou)等相關聯。而氧(yang)化(hua)鎂的(de)離子(zi)尺寸(cun)(cun)、質量和(he)電(dian)(dian)荷、陽離子(zi)和(he)陰離子(zi)之間的(de)結(jie)合(he)特(te)性(xing)和(he)強度、離子(zi)的(de)極化(hua)作用(yong)、結(jie)晶構(gou)造等決定它是(shi)一高熔點(dian)化(hua)合(he)物。

氧化鎂的熔點(dian)和結(jie)構參數：陽離子半(ban)徑0.074mm;陰離子半(ban)徑0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配位(wei)數6;有效配位(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)制造的最重要(yao)(yao)過(guo)程(cheng)(cheng)是由各種鎂(mei)(mei)(mei)(mei)質(zhi)原料(liao)，通過(guo)各種形(xing)式(shi)的加熱方法(fa)(fa)產(chan)生高(gao)(gao)溫使鎂(mei)(mei)(mei)(mei)質(zhi)材料(liao)(MgO)熔(rong)化，變(bian)成氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)熔(rong)體(ti)。要(yao)(yao)使氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)熔(rong)融，必(bi)須(xu)消耗大量的熱能(neng)，以克服離(li)子間的引力(li)。通過(guo)強大電弧產(chan)生高(gao)(gao)溫而熔(rong)化氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的方法(fa)(fa)叫做電弧熔(rong)融法(fa)(fa)。這個融化過(guo)程(cheng)(cheng)一般(ban)包括熱的傳(chuan)導(dao)、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)化、析晶、晶體(ti)長大等一系列物理化學變(bian)化的過(guo)程(cheng)(cheng)。

①脫(tuo)(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)。用水(shui)鎂石作原(yuan)料有一脫(tuo)(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)。水(shui)鎂石的主要成分是(shi)氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)過程。用菱(ling)(ling)鎂(mei)礦作(zuo)為原(yuan)料時(shi)有一個(ge)脫碳(tan)(tan)過程，脫碳(tan)(tan)過程包括兩個(ge)方面。一方面是菱(ling)(ling)鎂(mei)礦石的熱分(fen)解，菱(ling)(ling)鎂(mei)礦石的主要成分(fen)是碳(tan)(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面，由于在(zai)電熔(rong)過(guo)(guo)程中(zhong)往往在(zai)原料氧化(hua)鎂中(zhong)加(jia)入石(shi)墨粉末添加(jia)物(助劑(ji))，在(zai)電熔(rong)爐起動(dong)過(guo)(guo)程中(zhong)需在(zai)三電極(石(shi)墨電極)的下端用石(shi)墨粉末鋪成三角形(xing)或星(xing)形(xing)導線路(lu)，在(zai)通電過(guo)(guo)程中(zhong)受熱燒(shao)損或完全燃燒(shao)除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)即氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子(zi)和氧離子(zi)在強(qiang)電(dian)弧產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)能(neng)(neng)(neng)作用下(xia)，克服單晶(jing)(jing)體(ti)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)格能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)束縛(fu)，變成(cheng)(cheng)(cheng)能(neng)(neng)(neng)自(zi)由(you)運動的(de)(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)。也就是說，氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)到一(yi)定溫度(熔(rong)點)就會由(you)固體(ti)變成(cheng)(cheng)(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)(hua)。在這(zhe)一(yi)過(guo)程(cheng)中需消耗(hao)(hao)大量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)(neng)。據電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產者(zhe)對用水鎂(mei)石作原(yuan)料(liao)生(sheng)產電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)平衡(heng)(heng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)衡(heng)(heng)算，熱(re)(re)消耗(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)比例如下(xia)：氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)(jing)體(ti)生(sheng)成(cheng)(cheng)(cheng)熱(re)(re)消耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成(cheng)(cheng)(cheng)熱(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散(san)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計(ji)數據可以看(kan)出，在電(dian)熔(rong)