電弧熔爐生(sheng)產電熔氧化鎂的工藝流程(cheng)主要包(bao)(bao)括：原(yuan)料(liao)配料(liao)、電弧熔融、破碎(sui)、選別(bie)、粉碎(sui)、篩別(bie)、磁(ci)選、分類包(bao)(bao)裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富的優質菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)，氧化鎂(mei)含量(liang)高(gao)，又(you)易于開采，因此，被廣泛(fan)用作(zuo)電熔氧化鎂(mei)的原料。采用菱鎂(mei)石(shi)作(zuo)原料，碳(tan)酸鎂(mei)分解產生(sheng)CO2氣(qi)體，由(you)于有(you)大(da)量(liang)氣(qi)體從爐(lu)內排出影響著(zhu)電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電(dian)熔氧化(hua)鎂的(de)(de)結(jie)晶(jing)帶的(de)(de)形成均有不利影響，由于大量(liang)塵料飛損，使物料損耗(hao)和能量(liang)消(xiao)耗(hao)增高，也惡化(hua)了(le)車間生產環境。但(dan)由于優質菱鎂礦石(shi)容易獲得(de)，價格很低廉，所以(yi)，仍是(shi)我國電(dian)熔氧化(hua)鎂用得(de)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)中氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)含量高低(di)和(he)化學成分直接影(ying)響到電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)量，同時在電(dian)(dian)熔過程中也(ye)直接影(ying)響到電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)得到的(de)品級比(bi)例(li)，因(yin)此，為了保(bao)證電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)量和(he)品級比(bi)例(li)，必須(xu)對各種礦石(shi)進行(xing)適當的(de)配比(bi)后進行(xing)熔煉。

②水鎂(mei)石(shi)。我國的遼寧省水鎂(mei)石(shi)的礦源(yuan)非常(chang)豐富，水鎂(mei)石(shi)中氧化鎂(mei)含量高(gao)于菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)。它也是一種(zhong)制造電(dian)熔凝(ning)氧化鎂(mei)的原(yuan)料，部分地區(qu)水鎂(mei)石(shi)的化學成分見表2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕燒氧化鎂(mei)。以(yi)輕燒氧化鎂(mei)作為電熔氧化鎂(mei)原(yuan)料，可以(yi)使生產(chan)環境得到改善，可以(yi)降低運輸(shu)費用。由(you)于電熔時排出(chu)氣體少，成分也較均(jun)勻(yun)，對提(ti)高電熔氧化鎂(mei)質量有利。

我國有一些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以(yi)輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制(zhi)成(cheng)球料(liao)入(ru)爐(lu)電(dian)熔(rong)。輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量達到(dao)98%，以(yi)此料(liao)能生(sheng)產出白色大結晶電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但(dan)由(you)于成(cheng)球費用(yong)高，影(ying)響生(sheng)產成(cheng)本。目(mu)前(qian)，有的廠家(jia)采用(yong)反射爐(lu)輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以(yi)一定的粒(li)度(du)加入(ru)熔(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的質量比(bi)用(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石好(hao)，成(cheng)本又比(bi)用(yong)球料(liao)作原料(liao)時(shi)便宜(yi)，因(yin)而得到(dao)了一定的推廣。

④燒結鎂(mei)(mei)砂(sha)(sha)。為(wei)了(le)某些電(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)特(te)殊要求，有時(shi)必須在電(dian)熔(rong)過程中采(cai)用(yong)(yong)(yong)燒結鎂(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)原料(liao)，如采(cai)用(yong)(yong)(yong)海(hai)(hai)水鎂(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)原料(liao)，一般首先利用(yong)(yong)(yong)處理(li)海(hai)(hai)水和石(shi)灰(hui)乳作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)生(sheng)產氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)煅燒成輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)(yong)其他方(fang)法也(ye)可以制得輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)制取(qu)方(fang)法)，采(cai)用(yong)(yong)(yong)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)原料(liao)生(sheng)產電(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)爾(er)(Ruttere)等(deng)(deng)研究認(ren)為(wei)，極(ji)少量(liang)的(de)(de)雜質氣(qi)體(ti)(相(xiang))也(ye)屬于(yu)晶(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)雜質，可明顯影響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)長大。因為(wei)雜質相(xiang)的(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)在于(yu)增加晶(jing)(jing)界運動(dong)所(suo)需的(de)(de)能量(liang)。當晶(jing)(jing)界與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)體(ti)能量(liang)降(jiang)低，其降(jiang)低量(liang)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)橫(heng)(heng)截(jie)面積成正比，所(suo)以必須提(ti)高(gao)晶(jing)(jing)界能，晶(jing)(jing)界才能離(li)開第(di)二(er)(er)相(xiang)繼續運動(dong)。并且當晶(jing)(jing)界與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)橫(heng)(heng)截(jie)面積相(xiang)等(deng)(deng)的(de)(de)晶(jing)(jing)界必須變形，第(di)二(er)(er)相(xiang)數量(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)粒長大的(de)(de)極(ji)限(xian)尺寸(cun)愈(yu)小。

另一(yi)方(fang)面為了降低電熔(rong)(rong)凝氧化鎂的顯(xian)氣孔率(lv)，也(ye)應盡量減少原料氧化鎂的氣體(ti)排出，因(yin)此，采用燒結鎂砂電熔(rong)(rong)有其顯(xian)著(zhu)優點。

⑤電熔氧化(hua)鎂(mei)單晶的化(hua)學原料(liao)質量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的(de)量(liang)(liang)子(zi)(zi)力學本性(xing)如離子(zi)(zi)半徑的(de)尺寸(cun)，離子(zi)(zi)的(de)電(dian)位數值，離子(zi)(zi)的(de)電(dian)子(zi)(zi)外層結構(gou)等(deng)相關聯。而氧化鎂的(de)離子(zi)(zi)尺寸(cun)、質量(liang)(liang)和電(dian)荷、陽離子(zi)(zi)和陰(yin)離子(zi)(zi)之間的(de)結合(he)特性(xing)和強度、離子(zi)(zi)的(de)極化作用、結晶構(gou)造等(deng)決(jue)定它是一高熔點化合(he)物(wu)。

氧化鎂的(de)熔點和結(jie)構參(can)數(shu)：陽離(li)子(zi)(zi)半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離(li)子(zi)(zi)半(ban)徑(jing)0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配(pei)(pei)位數(shu)6;有效(xiao)配(pei)(pei)位數(shu)8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂制造的(de)(de)最重要(yao)過程是由各種鎂質原料，通(tong)過各種形式的(de)(de)加熱方法產(chan)生(sheng)高(gao)溫(wen)使鎂質材(cai)料(MgO)熔(rong)化(hua)，變成氧化(hua)鎂熔(rong)體。要(yao)使氧化(hua)鎂熔(rong)融(rong)(rong)(rong)，必(bi)須消(xiao)耗大量的(de)(de)熱能，以克服離(li)子間的(de)(de)引力。通(tong)過強大電(dian)弧產(chan)生(sheng)高(gao)溫(wen)而(er)熔(rong)化(hua)氧化(hua)鎂的(de)(de)方法叫做電(dian)弧熔(rong)融(rong)(rong)(rong)法。這(zhe)個融(rong)(rong)(rong)化(hua)過程一般包括(kuo)熱的(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)、析(xi)晶、晶體長大等一系列(lie)物理化(hua)學變化(hua)的(de)(de)過程。

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

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)過程。用菱鎂礦(kuang)(kuang)作為原料時有一個(ge)脫碳(tan)(tan)過程，脫碳(tan)(tan)過程包括兩個(ge)方面。一方面是(shi)菱鎂礦(kuang)(kuang)石(shi)的熱分解，菱鎂礦(kuang)(kuang)石(shi)的主要成分是(shi)碳(tan)(tan)酸(suan)鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由(you)于在電(dian)(dian)熔過程(cheng)中(zhong)往往在原料氧(yang)化鎂中(zhong)加(jia)入石(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)粉末添加(jia)物(wu)(助劑)，在電(dian)(dian)熔爐起動過程(cheng)中(zhong)需在三(san)電(dian)(dian)極(石(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)電(dian)(dian)極)的下端用石(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)粉末鋪成三(san)角形或(huo)星(xing)形導(dao)線路，在通電(dian)(dian)過程(cheng)中(zhong)受熱燒(shao)(shao)損或(huo)完全燃燒(shao)(shao)除去(qu)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程即氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離(li)子(zi)(zi)和氧(yang)離(li)子(zi)(zi)在強電弧產生(sheng)的(de)熱(re)(re)(re)能(neng)(neng)(neng)作(zuo)用下(xia)，克服(fu)單晶(jing)體(ti)中的(de)晶(jing)格(ge)能(neng)(neng)(neng)的(de)束縛，變(bian)(bian)成(cheng)(cheng)能(neng)(neng)(neng)自由運動(dong)的(de)過(guo)程。也就是說，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)到一定(ding)溫度(du)(熔(rong)(rong)(rong)點)就會由固體(ti)變(bian)(bian)成(cheng)(cheng)液(ye)體(ti)，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)。在這一過(guo)程中需消(xiao)(xiao)耗(hao)大(da)量(liang)的(de)電能(neng)(neng)(neng)。據(ju)電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產者對用水鎂(mei)石作(zuo)原料生(sheng)產電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)衡算，熱(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)的(de)比例如下(xia)：氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)體(ti)生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)水耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)(zi)表(biao)面散熱(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電能(neng)(neng)(neng)損失值(zhi)3.2%，從這些統計數(shu)據(ju)可以看出，在電熔(rong)(rong)(rong)