電(dian)弧(hu)(hu)熔(rong)爐生(sheng)產電(dian)熔(rong)氧化鎂的工藝(yi)流程主要包(bao)括(kuo)：原料配料、電(dian)弧(hu)(hu)熔(rong)融、破碎(sui)(sui)、選(xuan)別、粉碎(sui)(sui)、篩別、磁選(xuan)、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我(wo)國有豐富的(de)優質菱鎂(mei)礦石，氧化(hua)(hua)鎂(mei)含量高，又易于開(kai)采，因(yin)此(ci)，被廣泛用(yong)作電(dian)熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)原料。采用(yong)菱鎂(mei)石作原料，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣體，由(you)于有大量氣體從(cong)爐內排出影響著電(dian)熔(rong)過程的(de)進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧化鎂的結晶帶的形成均有不(bu)利影響(xiang)，由于大量(liang)塵料飛(fei)損，使(shi)物料損耗(hao)和(he)能量(liang)消耗(hao)增(zeng)高，也(ye)惡化了車間生產環(huan)境。但(dan)由于優質菱鎂礦石(shi)容易獲得(de)，價(jia)格(ge)很(hen)低廉，所以(yi)，仍是(shi)我國電(dian)熔氧化鎂用得(de)最多最廣泛的原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)礦石中(zhong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的含量高低和(he)化(hua)(hua)學成分直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)(xiang)到電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的質(zhi)(zhi)量，同時(shi)在電熔(rong)(rong)(rong)過程中(zhong)也(ye)直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)(xiang)到電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)得到的品(pin)級比例(li)，因此(ci)，為了(le)保(bao)證電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的質(zhi)(zhi)量和(he)品(pin)級比例(li)，必須對各種(zhong)礦石進(jin)行(xing)(xing)適當(dang)的配比后進(jin)行(xing)(xing)熔(rong)(rong)(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)石(shi)。我國(guo)的遼寧省水鎂(mei)(mei)石(shi)的礦(kuang)(kuang)源非(fei)常豐富，水鎂(mei)(mei)石(shi)中(zhong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)含量(liang)高于菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)石(shi)。它也是(shi)一種制造電熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的原料，部分(fen)地區(qu)水鎂(mei)(mei)石(shi)的化學成分(fen)見表2。

表2水(shui)鎂石的化學(xue)成(cheng)分(fen)/%

③輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)。以輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)作為電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)原料(liao)，可以使生產環境(jing)得到(dao)改(gai)善，可以降低運輸費用。由于電熔時排出氣體少，成分也(ye)較均(jun)勻，對提高電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)質量有利(li)。

我國有(you)一些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以(yi)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制成(cheng)(cheng)球料(liao)入爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)。輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量達(da)到98%，以(yi)此料(liao)能生產出白(bai)色(se)大結(jie)晶電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但由(you)于(yu)成(cheng)(cheng)球費用(yong)高(gao)，影響生產成(cheng)(cheng)本。目(mu)前，有(you)的廠家采(cai)用(yong)反射爐(lu)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以(yi)一定(ding)的粒度加(jia)入熔(rong)爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的質(zhi)量比用(yong)菱鎂(mei)礦石好，成(cheng)(cheng)本又比用(yong)球料(liao)作原料(liao)時便宜，因而得到了一定(ding)的推廣。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)(wei)了某些(xie)電(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)特殊要求，有時(shi)必須(xu)在電(dian)(dian)熔過程中采(cai)(cai)用(yong)燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)電(dian)(dian)熔原料，如采(cai)(cai)用(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)電(dian)(dian)熔原料，一般(ban)首先利用(yong)處理海水和(he)石灰乳作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)生產(chan)氫(qing)(qing)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將(jiang)氫(qing)(qing)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成(cheng)輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)其他方(fang)法也(ye)(ye)可以制得輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工(gong)業氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)制取方(fang)法)，采(cai)(cai)用(yong)輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)原料生產(chan)電(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲(si)脫(tuo)(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等(deng)研(yan)究認為(wei)(wei)(wei)，極(ji)少(shao)量(liang)的(de)雜質氣體(ti)(相(xiang)(xiang))也(ye)(ye)屬(shu)于晶(jing)(jing)體(ti)的(de)雜質，可明顯影響(xiang)晶(jing)(jing)粒的(de)長(chang)大(da)。因(yin)為(wei)(wei)(wei)雜質相(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)在于增加晶(jing)(jing)界(jie)運動(dong)(dong)所需(xu)的(de)能量(liang)。當晶(jing)(jing)界(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)體(ti)能量(liang)降低，其降低量(liang)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面積成(cheng)正比，所以必須(xu)提高(gao)晶(jing)(jing)界(jie)能，晶(jing)(jing)界(jie)才能離開(kai)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼續運動(dong)(dong)。并且當晶(jing)(jing)界(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面積相(xiang)(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)(jing)界(jie)必須(xu)變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒長(chang)大(da)的(de)極(ji)限尺寸愈小(xiao)。

另一方面為了降低電熔凝氧化鎂(mei)的(de)(de)顯氣(qi)孔率(lv)，也應盡量(liang)減(jian)少原料氧化鎂(mei)的(de)(de)氣(qi)體排出，因此，采用(yong)燒結鎂(mei)砂電熔有其顯著(zhu)優點。

⑤電熔(rong)氧化(hua)鎂單晶(jing)的(de)化(hua)學原料(liao)質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是同原子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)力(li)學本性如離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)半(ban)徑的(de)(de)尺寸，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)位數值，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)外層(ceng)結構等相關(guan)聯。而(er)氧化(hua)鎂的(de)(de)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸、質量(liang)(liang)和(he)電(dian)荷、陽(yang)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)結合特性和(he)強度、離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極化(hua)作用、結晶(jing)構造等決定它是一高熔點化(hua)合物(wu)。

氧化鎂的熔點和結(jie)構參數(shu)：陽離(li)子半(ban)徑0.074mm;陰離(li)子半(ban)徑0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密(mi)度(du)3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)最重要過(guo)程是由各種鎂(mei)質原料(liao)，通過(guo)各種形式的(de)(de)加熱方法(fa)產生高溫使鎂(mei)質材(cai)料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，變成(cheng)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)體。要使氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)融(rong)，必須消耗大量的(de)(de)熱能，以克服離子(zi)間的(de)(de)引力。通過(guo)強大電弧(hu)(hu)產生高溫而(er)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)方法(fa)叫(jiao)做(zuo)電弧(hu)(hu)熔(rong)融(rong)法(fa)。這個融(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程一般包(bao)括(kuo)熱的(de)(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體長大等一系列物(wu)理化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)程。

①脫水過(guo)(guo)程。用水鎂(mei)石作原料有一脫水過(guo)(guo)程。水鎂(mei)石的(de)主要成分是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水過(guo)(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程(cheng)。用菱鎂礦(kuang)作為(wei)原料時有一個脫碳過程(cheng)，脫碳過程(cheng)包括(kuo)兩(liang)個方面(mian)。一方面(mian)是菱鎂礦(kuang)石的熱分解，菱鎂礦(kuang)石的主(zhu)要成分是碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一(yi)方面，由于(yu)在(zai)電(dian)熔過(guo)程(cheng)中往往在(zai)原料氧化鎂中加入石墨(mo)粉末(mo)(mo)添加物(助劑)，在(zai)電(dian)熔爐起動過(guo)程(cheng)中需(xu)在(zai)三(san)電(dian)極(石墨(mo)電(dian)極)的下端用石墨(mo)粉末(mo)(mo)鋪(pu)成三(san)角形(xing)或(huo)星形(xing)導(dao)線路(lu)，在(zai)通電(dian)過(guo)程(cheng)中受熱燒損或(huo)完全燃燒除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過程。熔(rong)化(hua)(hua)過程即氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子和氧(yang)離子在強(qiang)電(dian)(dian)弧(hu)產(chan)生的(de)熱能作用下(xia)，克(ke)服單晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)中(zhong)的(de)晶(jing)(jing)(jing)格能的(de)束縛(fu)，變成能自由運動(dong)的(de)過程。也就是說，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)加熱到一(yi)定溫度(熔(rong)點)就會由固體(ti)(ti)變成液(ye)體(ti)(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)。在這一(yi)過程中(zhong)需消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)大量的(de)電(dian)(dian)能。據(ju)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)生產(chan)者對(dui)用水鎂(mei)石作原料生產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)熱平衡(heng)的(de)衡(heng)算(suan)，熱消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)的(de)比例如(ru)下(xia)：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)生成熱消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)熱值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂生成熱耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)(hao)(hao)熱值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼的(de)水耗(hao)(hao)(hao)熱值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子表面散熱值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走熱值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據(ju)可以看出，在電(dian)(dian)熔(rong)