電弧熔爐生產電熔氧化鎂的(de)工藝流程主要包(bao)括：原(yuan)料(liao)配料(liao)、電弧熔融、破(po)碎(sui)、選(xuan)別、粉碎(sui)、篩別、磁選(xuan)、分類(lei)包(bao)裝等(deng)。

(1)原料

我(wo)國有(you)豐富的(de)優質菱鎂礦石(shi)，氧(yang)化鎂含量(liang)高(gao)，又易于開采(cai)，因此，被廣泛用(yong)作電熔(rong)氧(yang)化鎂的(de)原料(liao)(liao)。采(cai)用(yong)菱鎂石(shi)作原料(liao)(liao)，碳酸(suan)鎂分解產生(sheng)CO2氣體，由(you)于有(you)大量(liang)氣體從爐(lu)內排(pai)出(chu)影響(xiang)著電熔(rong)過程的(de)進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)(rong)氧化鎂(mei)的結(jie)晶帶的形成均有(you)不利(li)影響，由(you)(you)于大量塵(chen)料(liao)飛損，使物料(liao)損耗和(he)能量消耗增高，也惡(e)化了(le)車間生產環境。但由(you)(you)于優質(zhi)菱(ling)鎂(mei)礦石容易獲得，價格很低廉，所以(yi)，仍是(shi)我國(guo)電(dian)熔(rong)(rong)氧化鎂(mei)用得最多最廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石中(zhong)(zhong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的含量高低和化(hua)學成分直接(jie)影響到電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的質量，同(tong)時在電(dian)(dian)熔(rong)過程(cheng)中(zhong)(zhong)也(ye)直接(jie)影響到電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)得到的品級(ji)比例，因此，為(wei)了保證電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的質量和品級(ji)比例，必須(xu)對(dui)各(ge)種礦(kuang)石進行適當(dang)的配比后進行熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)。我國的(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)礦源非(fei)常豐富(fu)，水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)中(zhong)氧化鎂(mei)(mei)(mei)含量高于菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)(shi)。它也是一種制造電熔凝(ning)氧化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)原料，部分(fen)地區水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)化學成分(fen)見表2。

表(biao)2水鎂石的化學成(cheng)分(fen)/%

③輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。以輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作為(wei)電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)原料，可以使生產環境得到改善，可以降低運輸費(fei)用。由(you)于電熔時排出氣體(ti)少，成分也較均勻，對提高電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)質(zhi)量有利。

我國有一(yi)(yi)些電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制(zhi)成(cheng)(cheng)球(qiu)料(liao)入爐電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量達到98%，以此料(liao)能生產(chan)(chan)出白色大結晶電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但由于成(cheng)(cheng)球(qiu)費用高，影響生產(chan)(chan)成(cheng)(cheng)本。目前(qian)，有的(de)廠家采用反射爐輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以一(yi)(yi)定的(de)粒度加入熔(rong)(rong)爐電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量比用菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石好，成(cheng)(cheng)本又比用球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜，因而(er)得到了一(yi)(yi)定的(de)推廣。

④燒(shao)(shao)(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂(sha)。為了某些電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)特殊要求，有時必須(xu)在電熔(rong)(rong)過程中采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)燒(shao)(shao)(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為電熔(rong)(rong)原(yuan)料，如(ru)采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為電熔(rong)(rong)原(yuan)料，一般(ban)首先利(li)用(yong)(yong)(yong)處(chu)理海(hai)水(shui)和石灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)生產(chan)氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)(yong)其他方法也可(ke)(ke)以(yi)(yi)制得(de)輕燒(shao)(shao)(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳(xiang)見工業氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)制取方法)，采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)輕燒(shao)(shao)(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為原(yuan)料生產(chan)電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(tuo)(AusT)和拉(la)特爾(Ruttere)等研究認(ren)為，極(ji)少量的(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)體的(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)，可(ke)(ke)明顯影(ying)響晶(jing)粒(li)的(de)(de)(de)長大。因為雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)在于(yu)增加(jia)晶(jing)界運動所需的(de)(de)(de)能量。當(dang)晶(jing)界與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)體能量降低，其降低量與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積成正比，所以(yi)(yi)必須(xu)提(ti)高晶(jing)界能，晶(jing)界才能離(li)開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼(ji)續運動。并且當(dang)晶(jing)界與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)界必須(xu)變(bian)形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量愈多，晶(jing)粒(li)長大的(de)(de)(de)極(ji)限尺寸愈小。

另(ling)一方(fang)面為了(le)降(jiang)低電熔凝(ning)氧化鎂(mei)的顯氣(qi)孔率，也應盡量減(jian)少原料(liao)氧化鎂(mei)的氣(qi)體(ti)排出(chu)，因此(ci)，采用燒(shao)結鎂(mei)砂電熔有其顯著優點。

⑤電(dian)熔氧(yang)化鎂單晶(jing)的(de)化學原料(liao)質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這些特性是同原子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)力學本性如離子(zi)(zi)半徑的(de)尺(chi)寸，離子(zi)(zi)的(de)電(dian)(dian)位數值，離子(zi)(zi)的(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)外層結(jie)構等相關聯。而氧(yang)化鎂的(de)離子(zi)(zi)尺(chi)寸、質量和(he)電(dian)(dian)荷、陽(yang)離子(zi)(zi)和(he)陰離子(zi)(zi)之間的(de)結(jie)合特性和(he)強度、離子(zi)(zi)的(de)極(ji)化作用、結(jie)晶(jing)構造等決(jue)定它是一高(gao)熔點(dian)化合物。

氧(yang)化鎂的熔點和結構參數(shu)：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構類型NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂制造(zao)的(de)最(zui)重(zhong)要過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)是(shi)由(you)各(ge)種(zhong)(zhong)鎂質原料，通(tong)過(guo)(guo)各(ge)種(zhong)(zhong)形式的(de)加熱(re)(re)方(fang)法(fa)產生高(gao)溫使鎂質材(cai)料(MgO)熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)，變(bian)成氧化(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)(rong)(rong)(rong)體。要使氧化(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)(rong)(rong)(rong)融，必須消耗(hao)大量的(de)熱(re)(re)能(neng)，以克服離子間的(de)引力。通(tong)過(guo)(guo)強大電弧產生高(gao)溫而(er)熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)方(fang)法(fa)叫做電弧熔(rong)(rong)(rong)(rong)融法(fa)。這個融化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)一(yi)般包括熱(re)(re)的(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體長大等一(yi)系列物理化(hua)(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)(hua)的(de)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。

①脫(tuo)水過(guo)程(cheng)。用水鎂(mei)石作原(yuan)料有一脫(tuo)水過(guo)程(cheng)。水鎂(mei)石的主要成分是(shi)氫(qing)氧化(hua)鎂(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)水過(guo)程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)過(guo)程。用菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)作為原(yuan)料時有一(yi)個脫碳(tan)(tan)過(guo)程，脫碳(tan)(tan)過(guo)程包括兩個方(fang)面(mian)。一(yi)方(fang)面(mian)是菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石的(de)熱分解，菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石的(de)主要(yao)成分是碳(tan)(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于在電(dian)熔過程(cheng)中(zhong)往往在原料氧(yang)化鎂中(zhong)加入石墨(mo)粉末添加物(助劑)，在電(dian)熔爐起動過程(cheng)中(zhong)需在三(san)電(dian)極(石墨(mo)電(dian)極)的下端用石墨(mo)粉末鋪成三(san)角形或星形導線路，在通電(dian)過程(cheng)中(zhong)受熱燒(shao)損(sun)或完全燃燒(shao)除去(qu)石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)。熔化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子(zi)和氧(yang)(yang)離子(zi)在強(qiang)電(dian)弧產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)能作(zuo)(zuo)用下，克服單晶體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)晶格(ge)能的(de)(de)(de)束(shu)縛，變成能自由運動(dong)的(de)(de)(de)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)。也就(jiu)是說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)加(jia)熱(re)(re)到一定溫度(熔點)就(jiu)會由固體(ti)變成液(ye)體(ti)，叫熔化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)。在這一過(guo)(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)需(xu)消(xiao)耗(hao)(hao)大(da)量的(de)(de)(de)電(dian)能。據電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產(chan)(chan)者對用水(shui)鎂(mei)石作(zuo)(zuo)原料生(sheng)產(chan)(chan)電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)平衡(heng)的(de)(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)(de)比(bi)例如下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)晶體(ti)生(sheng)成熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂(sha)生(sheng)成熱(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面(mian)散(san)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數(shu)據可以看(kan)出，在電(dian)熔