電弧(hu)熔爐生(sheng)產電熔氧化鎂的工藝流程主要包(bao)括(kuo)：原料(liao)配料(liao)、電弧(hu)熔融、破(po)碎(sui)、選別(bie)、粉碎(sui)、篩別(bie)、磁選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國(guo)有豐(feng)富的(de)優(you)質菱(ling)鎂(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)含(han)量高，又易于開采(cai)，因此，被(bei)廣泛用作(zuo)電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)的(de)原料。采(cai)用菱(ling)鎂(mei)石作(zuo)原料，碳酸鎂(mei)分解(jie)產生CO2氣體，由于有大量氣體從爐內排出影響著(zhu)電(dian)熔過(guo)程的(de)進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化鎂(mei)的結晶帶的形(xing)成(cheng)均有不利影響，由(you)于(yu)(yu)大(da)量塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗和能量消(xiao)耗增高，也惡(e)化了車間生(sheng)產環境。但(dan)由(you)于(yu)(yu)優質菱(ling)鎂(mei)礦石容易獲得，價格很低廉(lian)，所以，仍是我(wo)國電熔氧(yang)化鎂(mei)用得最(zui)多最(zui)廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石中(zhong)(zhong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的含量高(gao)低(di)和化(hua)學成分直接(jie)影響(xiang)到(dao)電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的質(zhi)(zhi)量，同時在(zai)電(dian)熔過程中(zhong)(zhong)也直接(jie)影響(xiang)到(dao)電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)得到(dao)的品級(ji)比(bi)例(li)，因此，為了保證電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的質(zhi)(zhi)量和品級(ji)比(bi)例(li)，必須(xu)對各種礦(kuang)石進(jin)行(xing)適(shi)當的配(pei)比(bi)后(hou)進(jin)行(xing)熔煉。

②水(shui)鎂(mei)石。我國(guo)的(de)(de)遼(liao)寧省水(shui)鎂(mei)石的(de)(de)礦源非常豐富，水(shui)鎂(mei)石中氧化鎂(mei)含量(liang)高于菱鎂(mei)礦石。它也是一種制造電熔凝氧化鎂(mei)的(de)(de)原料，部分地區水(shui)鎂(mei)石的(de)(de)化學成分見表2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕燒氧化鎂。以輕燒氧化鎂作為電熔(rong)氧化鎂原(yuan)料，可(ke)以使生產環境得到(dao)改善(shan)，可(ke)以降(jiang)低(di)運輸(shu)費(fei)用。由于電熔(rong)時排出氣(qi)體少，成分也較(jiao)均勻，對(dui)提高(gao)電熔(rong)氧化鎂質量有利。

我國有一些電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)以(yi)(yi)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)制成(cheng)(cheng)球料(liao)入(ru)爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)。輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)含量達到98%，以(yi)(yi)此(ci)料(liao)能生產出白(bai)色大結晶電(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。但(dan)由于成(cheng)(cheng)球費用(yong)高(gao)，影(ying)響生產成(cheng)(cheng)本(ben)。目前，有的(de)廠家采(cai)用(yong)反(fan)射爐(lu)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，以(yi)(yi)一定(ding)的(de)粒度(du)加入(ru)熔(rong)(rong)(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)質量比(bi)用(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)好，成(cheng)(cheng)本(ben)又比(bi)用(yong)球料(liao)作(zuo)原(yuan)料(liao)時(shi)便宜，因而得到了一定(ding)的(de)推廣。

④燒(shao)(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了某(mou)些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)特殊要求(qiu)，有時(shi)必須在電(dian)熔(rong)(rong)過程(cheng)中采(cai)用(yong)(yong)燒(shao)(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料，如采(cai)用(yong)(yong)海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料，一般首(shou)先利(li)用(yong)(yong)處(chu)理海(hai)水(shui)和(he)石灰(hui)乳(ru)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)生產(chan)(chan)氫氧(yang)化鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)化鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)(shao)(shao)成(cheng)輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方法也可(ke)以制得輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(詳見(jian)工業氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)制取方法)，采(cai)用(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)(wei)原(yuan)料生產(chan)(chan)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和(he)拉(la)特爾(Ruttere)等研究(jiu)認為(wei)(wei)，極少量的(de)(de)雜(za)(za)質氣體(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬(shu)于晶(jing)體的(de)(de)雜(za)(za)質，可(ke)明顯影響晶(jing)粒的(de)(de)長大。因為(wei)(wei)雜(za)(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)在于增加(jia)晶(jing)界(jie)(jie)運動(dong)所需的(de)(de)能(neng)量。當(dang)晶(jing)界(jie)(jie)與(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)體能(neng)量降(jiang)低，其降(jiang)低量與(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面積成(cheng)正比(bi)，所以必須提(ti)高晶(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)(jie)才(cai)能(neng)離開第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續(xu)運動(dong)。并且當(dang)晶(jing)界(jie)(jie)與(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面積相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)界(jie)(jie)必須變形，第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量愈多，晶(jing)粒長大的(de)(de)極限尺(chi)寸愈小。

另一方(fang)面為了降(jiang)低電熔(rong)凝氧化鎂(mei)的顯氣孔(kong)率(lv)，也(ye)應(ying)盡(jin)量減少原料氧化鎂(mei)的氣體排出，因(yin)此(ci)，采用燒(shao)結鎂(mei)砂電熔(rong)有其顯著優點。

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

(3)電弧熔融

這(zhe)些(xie)特性是(shi)同原(yuan)子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的(de)量(liang)子(zi)(zi)力學本(ben)性如離(li)子(zi)(zi)半徑的(de)尺寸，離(li)子(zi)(zi)的(de)電位數值，離(li)子(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)外層(ceng)結構等相(xiang)關聯(lian)。而氧(yang)化(hua)鎂的(de)離(li)子(zi)(zi)尺寸、質(zhi)量(liang)和電荷、陽離(li)子(zi)(zi)和陰(yin)離(li)子(zi)(zi)之間的(de)結合特性和強度、離(li)子(zi)(zi)的(de)極化(hua)作用、結晶構造等決定它是(shi)一高熔點(dian)化(hua)合物。

氧化鎂的(de)熔(rong)點和結構參數：陽離子(zi)半徑(jing)0.074mm;陰(yin)離子(zi)半徑(jing)0.53mm;結構類(lei)型NaCl;配位數6;有效(xiao)配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化鎂制造的(de)最重(zhong)要(yao)過程(cheng)是由各(ge)(ge)種鎂質(zhi)原料(liao)，通(tong)過各(ge)(ge)種形式的(de)加(jia)熱方法(fa)產(chan)生(sheng)高溫使(shi)鎂質(zhi)材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化，變(bian)成氧化鎂熔(rong)(rong)體(ti)。要(yao)使(shi)氧化鎂熔(rong)(rong)融(rong)，必須消耗大量的(de)熱能，以克服(fu)離子(zi)間的(de)引(yin)力。通(tong)過強(qiang)大電(dian)弧產(chan)生(sheng)高溫而熔(rong)(rong)化氧化鎂的(de)方法(fa)叫做電(dian)弧熔(rong)(rong)融(rong)法(fa)。這個融(rong)化過程(cheng)一般(ban)包括熱的(de)傳導、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)(rong)化、析(xi)晶、晶體(ti)長大等(deng)一系列物理化學變(bian)化的(de)過程(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)(shui)(shui)過(guo)(guo)程(cheng)。用水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石作原(yuan)料有(you)一脫(tuo)水(shui)(shui)(shui)過(guo)(guo)程(cheng)。水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)主(zhu)要成分是(shi)氫氧化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)水(shui)(shui)(shui)過(guo)(guo)程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)。用菱鎂礦(kuang)作為原料(liao)時有一(yi)個脫碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)，脫碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)包(bao)括兩個方(fang)面(mian)(mian)。一(yi)方(fang)面(mian)(mian)是菱鎂礦(kuang)石(shi)的熱分解，菱鎂礦(kuang)石(shi)的主要成分是碳(tan)(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由(you)于在電熔過(guo)程中(zhong)(zhong)往(wang)往(wang)在原料氧化鎂中(zhong)(zhong)加入石(shi)墨(mo)粉(fen)(fen)末(mo)添加物(助劑)，在電熔爐起動(dong)過(guo)程中(zhong)(zhong)需在三電極(ji)(石(shi)墨(mo)電極(ji))的(de)下端用石(shi)墨(mo)粉(fen)(fen)末(mo)鋪成(cheng)三角形或(huo)星形導(dao)線路，在通電過(guo)程中(zhong)(zhong)受熱燒損或(huo)完全燃(ran)燒除(chu)去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過程。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過程即氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)(mei)離子和氧(yang)離子在強(qiang)電(dian)弧產(chan)生的(de)(de)熱(re)能(neng)作用下，克服單晶體(ti)中的(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)束縛(fu)，變(bian)成(cheng)能(neng)自由運動的(de)(de)過程。也(ye)就(jiu)是說(shuo)，氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)加熱(re)到一(yi)定溫(wen)度(熔(rong)(rong)(rong)點(dian))就(jiu)會(hui)由固體(ti)變(bian)成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)。在這一(yi)過程中需(xu)消耗大(da)量的(de)(de)電(dian)能(neng)。據電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)生產(chan)者對用水鎂(mei)(mei)(mei)石作原料生產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)消耗的(de)(de)比例如下：氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)晶體(ti)生成(cheng)熱(re)消耗值(zhi)34.9%，渣(zha)皮消耗熱(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂生成(cheng)熱(re)耗值(zhi)3.0%，冷卻(que)水耗熱(re)值(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)(de)水耗熱(re)值(zhi)7.9%，爐子表面散(san)熱(re)值(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶(dai)走熱(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(yi)看(kan)出，在電(dian)熔(rong)(rong)(rong)