電(dian)(dian)弧熔爐生(sheng)產(chan)電(dian)(dian)熔氧化鎂的工藝流程主要(yao)包(bao)括：原料配(pei)料、電(dian)(dian)弧熔融(rong)、破碎、選(xuan)別、粉碎、篩(shai)別、磁選(xuan)、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富的(de)優(you)質菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量(liang)高，又(you)易于開采，因此，被廣泛用作電熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)原料。采用菱鎂(mei)(mei)(mei)石作原料，碳酸鎂(mei)(mei)(mei)分解產(chan)生CO2氣(qi)體，由于有大量(liang)氣(qi)體從爐內排(pai)出(chu)影響(xiang)著(zhu)電熔過(guo)程的(de)進(jin)行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧化(hua)鎂的(de)結晶帶的(de)形成均有不利影響，由于(yu)大量塵料飛損(sun)，使(shi)物料損(sun)耗和能量消耗增高，也惡化(hua)了車間生(sheng)產環境。但(dan)由于(yu)優質(zhi)菱鎂礦石容易獲得(de)，價(jia)格很低廉，所以，仍(reng)是我(wo)國電(dian)熔氧化(hua)鎂用得(de)最(zui)多最(zui)廣(guang)泛的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)石中氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的含(han)量(liang)高(gao)低和化(hua)(hua)學(xue)成分直接(jie)影響到電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的質量(liang)，同時在電熔(rong)過程中也直接(jie)影響到電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)得到的品級比(bi)(bi)例，因此，為(wei)了保證電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的質量(liang)和品級比(bi)(bi)例，必須對各(ge)種礦(kuang)石進(jin)行適當的配比(bi)(bi)后(hou)進(jin)行熔(rong)煉。

②水(shui)(shui)鎂石(shi)(shi)。我國的(de)(de)遼寧省(sheng)水(shui)(shui)鎂石(shi)(shi)的(de)(de)礦源非常豐富，水(shui)(shui)鎂石(shi)(shi)中氧化(hua)鎂含量高于菱鎂礦石(shi)(shi)。它也(ye)是一種制造電熔凝氧化(hua)鎂的(de)(de)原料，部分地區(qu)水(shui)(shui)鎂石(shi)(shi)的(de)(de)化(hua)學(xue)成(cheng)分見表2。

表2水鎂石的化學(xue)成分/%

③輕(qing)燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)。以輕(qing)燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)原料，可以使生產(chan)環境得到改(gai)善，可以降(jiang)低運輸費用。由于電熔(rong)時(shi)排出氣體少，成分也(ye)較均(jun)勻，對提高(gao)電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)質量有利(li)。

我國有一(yi)些電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂以(yi)(yi)(yi)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂制成(cheng)(cheng)球(qiu)(qiu)料入爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)。輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂的氧(yang)(yang)化(hua)鎂含量(liang)達到98%，以(yi)(yi)(yi)此料能生產出(chu)白色大結晶(jing)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂。但(dan)由于成(cheng)(cheng)球(qiu)(qiu)費用高，影響生產成(cheng)(cheng)本。目前，有的廠家采用反射爐(lu)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂，以(yi)(yi)(yi)一(yi)定的粒度加入熔(rong)(rong)爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂的質量(liang)比用菱鎂礦石好，成(cheng)(cheng)本又比用球(qiu)(qiu)料作原料時便宜，因而得到了(le)一(yi)定的推(tui)廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了某些電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)特殊要求，有時必(bi)須(xu)(xu)在電(dian)熔(rong)過程中采用燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)原料，如采用海水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)原料，一般首先利(li)用處理海水(shui)和石灰乳作(zuo)(zuo)用生(sheng)(sheng)產氫氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成(cheng)(cheng)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用其他方法(fa)也可(ke)(ke)以制得輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業(ye)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)制取方法(fa))，采用輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)原料生(sheng)(sheng)產電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和拉(la)特爾(Ruttere)等研究(jiu)認為(wei)，極少(shao)量的(de)(de)(de)雜(za)(za)質氣體(ti)(ti)(相(xiang))也屬于晶(jing)(jing)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)雜(za)(za)質，可(ke)(ke)明顯影響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)長(chang)大。因(yin)為(wei)雜(za)(za)質相(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用在于增加晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)運動所(suo)需的(de)(de)(de)能量。當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時，晶(jing)(jing)體(ti)(ti)能量降低(di)，其降低(di)量與(yu)第(di)二(er)相(xiang)橫(heng)截面積(ji)成(cheng)(cheng)正比，所(suo)以必(bi)須(xu)(xu)提(ti)高晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)能，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)才(cai)能離開(kai)第(di)二(er)相(xiang)繼續運動。并(bing)且(qie)當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時，與(yu)第(di)二(er)相(xiang)橫(heng)截面積(ji)相(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)必(bi)須(xu)(xu)變形(xing)，第(di)二(er)相(xiang)數量愈(yu)多，晶(jing)(jing)粒長(chang)大的(de)(de)(de)極限尺寸愈(yu)小。

另一方面為了(le)降低電熔凝氧化鎂的顯氣(qi)孔率，也應盡(jin)量(liang)減少原料氧化鎂的氣(qi)體排出，因(yin)此(ci)，采用燒結鎂砂電熔有其(qi)顯著優點。

⑤電熔氧化鎂單(dan)晶的化學原(yuan)料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性是同原(yuan)子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的量子(zi)(zi)力學本性如離(li)(li)子(zi)(zi)半(ban)徑的尺寸(cun)，離(li)(li)子(zi)(zi)的電(dian)位數值，離(li)(li)子(zi)(zi)的電(dian)子(zi)(zi)外層結構(gou)等(deng)相關聯。而氧化鎂的離(li)(li)子(zi)(zi)尺寸(cun)、質量和電(dian)荷(he)、陽離(li)(li)子(zi)(zi)和陰離(li)(li)子(zi)(zi)之間的結合(he)特性和強度、離(li)(li)子(zi)(zi)的極化作用(yong)、結晶構(gou)造等(deng)決(jue)定它是一高熔點(dian)化合(he)物(wu)。

氧化鎂(mei)的熔(rong)點和結(jie)構參數：陽離(li)子(zi)半(ban)徑(jing)0.074mm;陰(yin)離(li)子(zi)半(ban)徑(jing)0.53mm;結(jie)構類型(xing)NaCl;配位數6;有(you)效(xiao)配位數8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔凝氧(yang)化(hua)鎂制造的最重(zhong)要過(guo)程是(shi)由各種(zhong)鎂質(zhi)原料，通過(guo)各種(zhong)形式的加(jia)熱方(fang)法產生(sheng)高溫使(shi)鎂質(zhi)材料(MgO)熔化(hua)，變(bian)成氧(yang)化(hua)鎂熔體。要使(shi)氧(yang)化(hua)鎂熔融，必(bi)須消耗大量的熱能，以克服離子間的引力。通過(guo)強(qiang)大電弧產生(sheng)高溫而熔化(hua)氧(yang)化(hua)鎂的方(fang)法叫做(zuo)電弧熔融法。這個融化(hua)過(guo)程一(yi)般包括熱的傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔化(hua)、析晶、晶體長大等一(yi)系列物(wu)理化(hua)學變(bian)化(hua)的過(guo)程。

①脫水過(guo)程(cheng)。用水鎂石作原料有一脫水過(guo)程(cheng)。水鎂石的主要成(cheng)分是氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其(qi)脫水過(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)(mei)礦作(zuo)為(wei)原料時有一(yi)個(ge)脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)包括兩(liang)個(ge)方面(mian)。一(yi)方面(mian)是菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)的熱分(fen)(fen)解，菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)的主(zhu)要成分(fen)(fen)是碳(tan)酸(suan)鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面(mian)，由于在(zai)(zai)(zai)電(dian)熔過(guo)程中往往在(zai)(zai)(zai)原料(liao)氧(yang)化鎂中加(jia)入(ru)石(shi)墨(mo)粉末(mo)添加(jia)物(助劑(ji))，在(zai)(zai)(zai)電(dian)熔爐起動(dong)過(guo)程中需在(zai)(zai)(zai)三電(dian)極(石(shi)墨(mo)電(dian)極)的(de)下端用石(shi)墨(mo)粉末(mo)鋪成三角形或(huo)(huo)星形導線路，在(zai)(zai)(zai)通電(dian)過(guo)程中受熱燒損(sun)或(huo)(huo)完全燃燒除去(qu)石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化過程(cheng)。熔化過程(cheng)即氧(yang)(yang)化鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子(zi)和氧(yang)(yang)離子(zi)在強電(dian)弧產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)作(zuo)用(yong)(yong)下，克(ke)服單晶體中(zhong)的(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)束縛，變成(cheng)能(neng)自(zi)由運動的(de)(de)過程(cheng)。也(ye)就是說，氧(yang)(yang)化鎂(mei)加熱(re)(re)(re)(re)到一定溫度(熔點)就會(hui)由固體變成(cheng)液體，叫熔化。在這一過程(cheng)中(zhong)需消(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)(de)電(dian)能(neng)。據電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)者對用(yong)(yong)水鎂(mei)石作(zuo)原料生(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)比例(li)如下：氧(yang)(yang)化鎂(mei)晶體生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂(sha)生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼(ke)的(de)(de)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表面散熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶走熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失值(zhi)3.2%，從這些(xie)統計數據可以看出，在電(dian)熔