電弧熔爐生產(chan)電熔氧化鎂的(de)工藝流程主(zhu)要包(bao)(bao)括：原料配料、電弧熔融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分類包(bao)(bao)裝等。

(1)原料

我(wo)國有豐富的(de)(de)(de)優(you)質菱鎂礦石，氧化(hua)(hua)鎂含(han)量高，又(you)易于(yu)開采(cai)(cai)，因此，被廣泛用(yong)作電熔氧化(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)原料(liao)。采(cai)(cai)用(yong)菱鎂石作原料(liao)，碳(tan)酸鎂分解產生(sheng)CO2氣(qi)體(ti)，由于(yu)有大量氣(qi)體(ti)從爐內排(pai)出(chu)影響著電熔過程的(de)(de)(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)鎂(mei)的(de)結(jie)晶(jing)帶的(de)形成均有不(bu)利影響，由(you)于(yu)大量塵(chen)料飛損，使物料損耗和(he)能量消(xiao)耗增高，也惡化(hua)了車間生產環境。但由(you)于(yu)優質(zhi)菱(ling)鎂(mei)礦石容易獲得(de)，價格很低廉，所以，仍是我國電熔氧化(hua)鎂(mei)用得(de)最多最廣(guang)泛的(de)原(yuan)料。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)。菱鎂礦(kuang)石(shi)(shi)中(zhong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)含量(liang)高低和(he)化(hua)(hua)學成分直接影響到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)質(zhi)量(liang)，同時在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)過程中(zhong)也直接影響到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂得(de)到(dao)的(de)(de)品級比例，因此，為了(le)保證電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)質(zhi)量(liang)和(he)品級比例，必須對(dui)各(ge)種(zhong)礦(kuang)石(shi)(shi)進行(xing)適當的(de)(de)配比后(hou)進行(xing)熔(rong)(rong)煉。

②水鎂(mei)石。我(wo)國的(de)(de)遼寧(ning)省水鎂(mei)石的(de)(de)礦(kuang)源(yuan)非常豐富(fu)，水鎂(mei)石中氧(yang)化鎂(mei)含量高于(yu)菱鎂(mei)礦(kuang)石。它(ta)也(ye)是(shi)一種制(zhi)造電(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)原料，部分地(di)區水鎂(mei)石的(de)(de)化學(xue)成分見表(biao)2。

表2水鎂石(shi)的(de)化學成分/%

③輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂。以輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂作為電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂原料，可以使(shi)生產環境得到改善，可以降低(di)運(yun)輸(shu)費用。由(you)于電(dian)熔時排出氣體少，成分也較均勻(yun)，對提高電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂質量有利(li)。

我(wo)國有一些電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)以輕(qing)燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)制(zhi)成(cheng)(cheng)球料(liao)(liao)入(ru)爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)。輕(qing)燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)含量達(da)到98%，以此料(liao)(liao)能生(sheng)產(chan)出白(bai)色大結(jie)晶(jing)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)。但由于(yu)成(cheng)(cheng)球費(fei)用(yong)高，影響生(sheng)產(chan)成(cheng)(cheng)本。目前，有的(de)廠(chang)家采用(yong)反(fan)射爐(lu)輕(qing)燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)，以一定(ding)(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)化鎂(mei)(mei)的(de)質量比(bi)用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石好，成(cheng)(cheng)本又比(bi)用(yong)球料(liao)(liao)作原料(liao)(liao)時便宜，因而得到了一定(ding)(ding)的(de)推廣(guang)。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了(le)某些電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)特殊要求，有時必(bi)須在電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)過程中采用燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)(yuan)(yuan)料(liao)(liao)，如采用海水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)(yuan)(yuan)料(liao)(liao)，一般首先利用處理海水和(he)石灰乳作(zuo)(zuo)用生產氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將(jiang)氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成(cheng)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用其他方法(fa)也可(ke)以制(zhi)得輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳(xiang)見工業氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)制(zhi)取(qu)方法(fa))，采用輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)原(yuan)(yuan)(yuan)料(liao)(liao)生產電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等(deng)研究(jiu)認(ren)為(wei)，極(ji)少量(liang)的(de)雜(za)(za)質氣體(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)(jing)(jing)(jing)體的(de)雜(za)(za)質，可(ke)明顯影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)長大。因為(wei)雜(za)(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)(zuo)用在于(yu)增(zeng)加(jia)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)運動(dong)所(suo)(suo)需的(de)能量(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體能量(liang)降(jiang)低，其降(jiang)低量(liang)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積成(cheng)正比，所(suo)(suo)以必(bi)須提高晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)能，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)才能離(li)開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動(dong)。并且當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)必(bi)須變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒長大的(de)極(ji)限尺寸(cun)愈小。

另一(yi)方面為了降低電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)的(de)顯氣孔率，也應盡量減少原料氧化(hua)鎂(mei)的(de)氣體排(pai)出，因此，采用燒結鎂(mei)砂電(dian)熔(rong)(rong)有其顯著優點。

⑤電熔氧化鎂單(dan)晶的化學(xue)原料質量(liang)要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特(te)性是(shi)同原子(zi)(zi)(zi)和分子(zi)(zi)(zi)的(de)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)力學(xue)本性如(ru)離子(zi)(zi)(zi)半(ban)徑的(de)尺寸(cun)，離子(zi)(zi)(zi)的(de)電位數(shu)值，離子(zi)(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)(zi)外層結(jie)構(gou)(gou)等相(xiang)關聯。而氧化(hua)鎂的(de)離子(zi)(zi)(zi)尺寸(cun)、質(zhi)量(liang)(liang)和電荷、陽離子(zi)(zi)(zi)和陰(yin)離子(zi)(zi)(zi)之間的(de)結(jie)合(he)特(te)性和強(qiang)度、離子(zi)(zi)(zi)的(de)極(ji)化(hua)作(zuo)用(yong)、結(jie)晶構(gou)(gou)造等決(jue)定它(ta)是(shi)一高熔點(dian)化(hua)合(he)物。

氧化鎂的熔(rong)點和結構參數(shu)：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構類型NaCl;配位(wei)數(shu)6;有效配位(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)化鎂制造的(de)(de)最重要過程是由各(ge)種(zhong)鎂質原(yuan)料，通過各(ge)種(zhong)形(xing)式的(de)(de)加(jia)熱(re)方(fang)法產生高溫使(shi)鎂質材料(MgO)熔(rong)化，變成(cheng)氧(yang)化鎂熔(rong)體。要使(shi)氧(yang)化鎂熔(rong)融(rong)，必須消耗大(da)量的(de)(de)熱(re)能，以(yi)克服離子間的(de)(de)引力。通過強大(da)電弧產生高溫而(er)熔(rong)化氧(yang)化鎂的(de)(de)方(fang)法叫做電弧熔(rong)融(rong)法。這(zhe)個融(rong)化過程一般包括熱(re)的(de)(de)傳(chuan)導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)化、析晶(jing)(jing)、晶(jing)(jing)體長大(da)等一系列物(wu)理化學變化的(de)(de)過程。

①脫水過程。用水鎂石作原(yuan)料有一脫水過程。水鎂石的主要成分是氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其脫水過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程(cheng)。用(yong)菱鎂(mei)礦作(zuo)為(wei)原料時有一個脫碳過程(cheng)，脫碳過程(cheng)包(bao)括兩個方(fang)面。一方(fang)面是(shi)菱鎂(mei)礦石的熱分解，菱鎂(mei)礦石的主要成(cheng)分是(shi)碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一(yi)方面，由于在(zai)(zai)電(dian)熔過(guo)(guo)程中(zhong)往往在(zai)(zai)原料氧化鎂中(zhong)加入(ru)石(shi)墨(mo)粉末(mo)添加物(wu)(助劑)，在(zai)(zai)電(dian)熔爐起(qi)動(dong)過(guo)(guo)程中(zhong)需在(zai)(zai)三(san)(san)電(dian)極(石(shi)墨(mo)電(dian)極)的下端(duan)用石(shi)墨(mo)粉末(mo)鋪成三(san)(san)角形或星形導線路，在(zai)(zai)通(tong)電(dian)過(guo)(guo)程中(zhong)受(shou)熱(re)燒(shao)(shao)損或完全燃燒(shao)(shao)除去石(shi)墨(mo)。

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(ji)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)(zhong)鎂(mei)(mei)離(li)子和氧(yang)(yang)(yang)離(li)子在(zai)強電弧產生的(de)熱(re)能(neng)作用(yong)下，克(ke)服單晶體(ti)中(zhong)(zhong)的(de)晶格能(neng)的(de)束(shu)縛，變成(cheng)能(neng)自由(you)運動的(de)過(guo)程(cheng)。也就是說，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)到(dao)一定溫度(du)(熔(rong)點)就會由(you)固體(ti)變成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)(hua)。在(zai)這一過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)需消耗(hao)大量(liang)的(de)電能(neng)。據電熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生產者對用(yong)水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)作原(yuan)料(liao)生產電熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)熱(re)平(ping)衡(heng)的(de)衡(heng)算(suan)，熱(re)消耗(hao)的(de)比例如下：氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶體(ti)生成(cheng)熱(re)消耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂生成(cheng)熱(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水(shui)耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐(lu)殼的(de)水(shui)耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子表面散熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電能(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統(tong)計數據可以看出，在(zai)電熔(rong)