電(dian)弧熔爐生(sheng)產(chan)電(dian)熔氧化鎂的工藝流程主要包括(kuo)：原料配料、電(dian)弧熔融、破碎(sui)(sui)、選別(bie)(bie)、粉碎(sui)(sui)、篩別(bie)(bie)、磁(ci)選、分類包裝等。

(1)原料

我國有豐富(fu)的(de)優質菱鎂礦(kuang)石，氧化鎂含量(liang)高，又易(yi)于開采，因(yin)此(ci)，被廣泛用作(zuo)電熔氧化鎂的(de)原(yuan)料。采用菱鎂石作(zuo)原(yuan)料，碳(tan)酸鎂分(fen)解產生CO2氣(qi)體，由于有大量(liang)氣(qi)體從爐(lu)內排出影響著電熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔(rong)氧化鎂的(de)(de)結(jie)晶帶的(de)(de)形成(cheng)均有不利影響，由于(yu)大量塵(chen)料飛損(sun)，使物料損(sun)耗(hao)和(he)能量消耗(hao)增高，也惡化了車間生產環(huan)境。但由于(yu)優(you)質菱(ling)鎂礦石容(rong)易獲得，價格(ge)很低廉，所以，仍(reng)是我國電熔(rong)氧化鎂用得最多最廣泛(fan)的(de)(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)(shi)中氧化鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)含(han)量(liang)高(gao)低和化學成分直接影響到(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)熔凝(ning)氧化鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)，同時(shi)在電(dian)(dian)(dian)熔過程中也(ye)直接影響到(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)熔凝(ning)氧化鎂(mei)(mei)得到(dao)(dao)的(de)(de)(de)品(pin)級比例，因此，為了保證(zheng)電(dian)(dian)(dian)熔凝(ning)氧化鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)和品(pin)級比例，必須(xu)對各種(zhong)礦石(shi)(shi)進(jin)行適(shi)當(dang)的(de)(de)(de)配比后進(jin)行熔煉。

②水鎂石。我國的(de)遼寧省水鎂石的(de)礦源非常豐富，水鎂石中氧化鎂含量(liang)高(gao)于菱鎂礦石。它也是一種制(zhi)造電熔(rong)凝氧化鎂的(de)原(yuan)料，部分地區水鎂石的(de)化學成分見表2。

表2水鎂石的化(hua)學成分/%

③輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。以(yi)輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作為(wei)電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)原(yuan)料，可以(yi)使生產環境(jing)得到改善，可以(yi)降低運輸費(fei)用。由于電熔(rong)時排出氣體少，成分(fen)也(ye)較均勻(yun)，對提高電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)質量(liang)有利。

我國有一些電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以輕燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)球料(liao)(liao)入爐電(dian)熔(rong)(rong)。輕燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量達到98%，以此料(liao)(liao)能生(sheng)產(chan)出白色大結晶電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成(cheng)球費用高，影響生(sheng)產(chan)成(cheng)本。目前(qian)，有的(de)廠(chang)家采用反射爐輕燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以一定的(de)粒度加入熔(rong)(rong)爐電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量比(bi)(bi)用菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)好，成(cheng)本又比(bi)(bi)用球料(liao)(liao)作原(yuan)料(liao)(liao)時便宜，因而(er)得(de)到了一定的(de)推廣。

④燒結鎂(mei)砂。為(wei)(wei)了(le)某些(xie)電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)(de)(de)特殊要求，有時必(bi)須(xu)(xu)在電熔過程(cheng)中采(cai)用(yong)(yong)燒結鎂(mei)砂作為(wei)(wei)電熔原(yuan)(yuan)料，如(ru)采(cai)用(yong)(yong)海(hai)水鎂(mei)砂作為(wei)(wei)電熔原(yuan)(yuan)料，一般首(shou)先利(li)用(yong)(yong)處理海(hai)水和石(shi)灰乳作用(yong)(yong)生(sheng)產(chan)氫氧(yang)(yang)化鎂(mei)，將氫氧(yang)(yang)化鎂(mei)煅燒成(cheng)(cheng)輕(qing)燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)。用(yong)(yong)其他方(fang)(fang)法也可(ke)以制得輕(qing)燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)(詳見工(gong)業氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)(de)(de)制取方(fang)(fang)法)，采(cai)用(yong)(yong)輕(qing)燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)作為(wei)(wei)原(yuan)(yuan)料生(sheng)產(chan)電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究認(ren)為(wei)(wei)，極少量(liang)的(de)(de)(de)雜(za)質氣(qi)體(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)(jing)(jing)(jing)體的(de)(de)(de)雜(za)質，可(ke)明顯(xian)影響(xiang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)長大。因為(wei)(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作用(yong)(yong)在于(yu)增加晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)運動所(suo)需的(de)(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體能(neng)(neng)量(liang)降低(di)，其降低(di)量(liang)與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積成(cheng)(cheng)正比，所(suo)以必(bi)須(xu)(xu)提高晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)能(neng)(neng)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)才能(neng)(neng)離(li)開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動。并且當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)必(bi)須(xu)(xu)變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒長大的(de)(de)(de)極限尺寸愈小。

另一方面為了降(jiang)低電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)的(de)顯氣(qi)孔率(lv)，也應盡量減(jian)少原料氧化鎂(mei)的(de)氣(qi)體排出，因(yin)此(ci)，采用燒結(jie)鎂(mei)砂電(dian)熔(rong)(rong)有(you)其顯著優點。

⑤電熔氧(yang)化鎂單(dan)晶的化學原(yuan)料(liao)質量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)(te)性是同原子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)(zi)的量(liang)子(zi)(zi)(zi)力學(xue)本性如離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的尺寸，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的電(dian)位(wei)數值，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的電(dian)子(zi)(zi)(zi)外層結構(gou)等相(xiang)關(guan)聯。而氧(yang)化(hua)鎂的離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)尺寸、質(zhi)量(liang)和(he)(he)電(dian)荷(he)、陽離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)之(zhi)間的結合特(te)(te)性和(he)(he)強度、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的極(ji)化(hua)作用、結晶(jing)構(gou)造(zao)等決定它是一高熔點(dian)化(hua)合物。

氧化鎂的(de)熔點和結構參(can)數：陽離子半(ban)徑(jing)(jing)0.074mm;陰離子半(ban)徑(jing)(jing)0.53mm;結構類型(xing)NaCl;配(pei)位(wei)數6;有效配(pei)位(wei)數8.5;密(mi)度(du)3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂制造的(de)(de)(de)最重要過程是由各種鎂質(zhi)原料(liao)，通過各種形式的(de)(de)(de)加熱(re)方(fang)法產生高(gao)溫使鎂質(zhi)材料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，變(bian)成(cheng)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)體。要使氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)融(rong)(rong)，必須消耗大量的(de)(de)(de)熱(re)能，以克服離子間的(de)(de)(de)引力。通過強大電弧產生高(gao)溫而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)方(fang)法叫做電弧熔(rong)融(rong)(rong)法。這個融(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)過程一般包括熱(re)的(de)(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理(li)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)過程。

①脫水過程(cheng)。用水鎂石(shi)作原料有一(yi)脫水過程(cheng)。水鎂石(shi)的主(zhu)要成分是氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其脫水過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過(guo)程。用菱(ling)鎂(mei)礦作為原料時有(you)一個(ge)脫碳(tan)過(guo)程，脫碳(tan)過(guo)程包括兩(liang)個(ge)方面。一方面是菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)的熱(re)分解，菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)的主要成(cheng)分是碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方(fang)面(mian)，由(you)于在電熔(rong)過(guo)(guo)程(cheng)中往往在原料氧化鎂中加入(ru)石墨粉(fen)末添加物(助劑)，在電熔(rong)爐起動過(guo)(guo)程(cheng)中需(xu)在三電極(石墨電極)的下端(duan)用(yong)石墨粉(fen)末鋪成(cheng)三角(jiao)形或星形導線路，在通(tong)電過(guo)(guo)程(cheng)中受熱燒損或完全燃燒除(chu)去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)即(ji)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離子(zi)和(he)氧(yang)(yang)離子(zi)在強(qiang)電弧產生(sheng)的熱能作(zuo)用下，克服(fu)單晶體中的晶格能的束縛，變成(cheng)能自由運(yun)動的過程(cheng)。也(ye)就(jiu)是說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加(jia)熱到一定溫(wen)度(du)(熔(rong)點(dian))就(jiu)會由固體變成(cheng)液體，叫(jiao)熔(rong)化(hua)(hua)。在這一過程(cheng)中需消(xiao)耗大量的電能。據(ju)(ju)電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)產者對(dui)用水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石作(zuo)原(yuan)料生(sheng)產電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的熱平衡的衡算，熱消(xiao)耗的比(bi)例(li)如(ru)下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶體生(sheng)成(cheng)熱消(xiao)耗值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗熱值(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成(cheng)熱耗值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水(shui)(shui)耗熱值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐(lu)殼的水(shui)(shui)耗熱值(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表面散(san)熱值(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣(qi)帶走熱值(zhi)(zhi)28.8%。電能損失(shi)值(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這些統計數(shu)據(ju)(ju)可以(yi)看出，在電熔(rong)