電弧熔爐生產電熔氧化鎂(mei)的工藝流程主(zhu)要包括：原(yuan)料(liao)配(pei)料(liao)、電弧熔融、破碎(sui)、選(xuan)別(bie)、粉(fen)碎(sui)、篩別(bie)、磁選(xuan)、分(fen)類包裝等。

(1)原料

我國有豐富的優質(zhi)菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)，氧化鎂(mei)(mei)含量高，又易于開采(cai)，因此(ci)，被廣(guang)泛用(yong)作(zuo)電熔氧化鎂(mei)(mei)的原料。采(cai)用(yong)菱鎂(mei)(mei)石(shi)作(zuo)原料，碳酸(suan)鎂(mei)(mei)分解產(chan)生(sheng)CO2氣體，由(you)于有大量氣體從(cong)爐內排出影響著(zhu)電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)結晶帶的(de)形成(cheng)均有不利影響，由于大量(liang)塵(chen)料飛損(sun)，使物料損(sun)耗和(he)能量(liang)消耗增高，也惡化(hua)了車間(jian)生產環境。但由于優質菱鎂(mei)礦石容易獲得，價(jia)格很低(di)廉(lian)，所以，仍是(shi)我國(guo)電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)用(yong)得最多最廣泛(fan)的(de)原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)礦石中氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)含(han)量高低(di)和(he)化學成分直接(jie)(jie)影響到電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)質量，同時在電熔(rong)(rong)過(guo)程中也(ye)直接(jie)(jie)影響到電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)得到的(de)(de)品(pin)級(ji)比例，因此，為了保證電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)質量和(he)品(pin)級(ji)比例，必須(xu)對各種礦石進(jin)行適當的(de)(de)配比后(hou)進(jin)行熔(rong)(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)石(shi)。我國的(de)遼(liao)寧省水鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)礦源非常豐富，水鎂(mei)(mei)石(shi)中氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量高(gao)于菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)。它也是一種制造電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原(yuan)料，部分地(di)區水鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)化(hua)學成分見(jian)表2。

表2水鎂(mei)石(shi)的化(hua)學成(cheng)分/%

③輕燒(shao)氧(yang)化鎂。以輕燒(shao)氧(yang)化鎂作(zuo)為電熔(rong)氧(yang)化鎂原(yuan)料(liao)，可以使(shi)生(sheng)產環境得到(dao)改善，可以降低運(yun)輸費用(yong)。由于電熔(rong)時排(pai)出氣體少，成分也較均(jun)勻，對提(ti)高電熔(rong)氧(yang)化鎂質量有利。

我國有一些電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以(yi)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制(zhi)成球料(liao)入爐電(dian)(dian)熔。輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量達到98%，以(yi)此料(liao)能生產出白色大結(jie)晶電(dian)(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于成球費用(yong)(yong)高(gao)，影響(xiang)生產成本。目前(qian)，有的(de)(de)廠家采用(yong)(yong)反射爐輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以(yi)一定(ding)的(de)(de)粒(li)度加入熔爐電(dian)(dian)熔，電(dian)(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)質量比(bi)用(yong)(yong)菱鎂(mei)礦石好，成本又比(bi)用(yong)(yong)球料(liao)作原(yuan)料(liao)時便宜，因而(er)得到了一定(ding)的(de)(de)推廣(guang)。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂。為(wei)了某些(xie)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)特殊(shu)要求，有時(shi)必須在電(dian)熔(rong)過(guo)程中采用(yong)(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)原料，如采用(yong)(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)原料，一般首先利用(yong)(yong)(yong)處理(li)海水和(he)石灰(hui)乳(ru)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)生產(chan)氫氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將(jiang)氫氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)(yong)其他(ta)方法也可以制(zhi)得輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)制(zhi)取方法)，采用(yong)(yong)(yong)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原料生產(chan)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和(he)拉(la)特爾(Ruttere)等(deng)研(yan)究認(ren)為(wei)，極少(shao)量(liang)(liang)的(de)雜質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)(jing)體的(de)雜質(zhi)，可明顯影響(xiang)晶(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)長大。因為(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)在于增加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)運動所需的(de)能(neng)(neng)量(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與第(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)體能(neng)(neng)量(liang)(liang)降(jiang)低，其降(jiang)低量(liang)(liang)與第(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積(ji)成正比，所以必須提高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)能(neng)(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)才能(neng)(neng)離開(kai)第(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼(ji)續(xu)運動。并且當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與第(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，與第(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)必須變形，第(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)長大的(de)極限(xian)尺寸愈小。

另一(yi)方面(mian)為了降低電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)的顯氣孔率，也應盡量(liang)減少原料氧(yang)(yang)化鎂(mei)的氣體排(pai)出，因此(ci)，采用燒(shao)結鎂(mei)砂(sha)電熔(rong)有(you)其顯著(zhu)優(you)點。

⑤電熔氧化鎂單(dan)晶的化學原料質量要(yao)求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是同原子和(he)(he)分子的(de)(de)量子力學本性如離(li)(li)子半徑的(de)(de)尺寸(cun)，離(li)(li)子的(de)(de)電(dian)位數值，離(li)(li)子的(de)(de)電(dian)子外(wai)層結構(gou)等相關聯。而(er)氧化(hua)鎂的(de)(de)離(li)(li)子尺寸(cun)、質量和(he)(he)電(dian)荷、陽離(li)(li)子和(he)(he)陰離(li)(li)子之間的(de)(de)結合特(te)性和(he)(he)強度、離(li)(li)子的(de)(de)極化(hua)作(zuo)用、結晶(jing)構(gou)造(zao)等決定它(ta)是一高熔(rong)點化(hua)合物。

氧化鎂的熔(rong)點和(he)結(jie)構(gou)參數：陽離(li)子(zi)半徑0.074mm;陰離(li)子(zi)半徑0.53mm;結(jie)構(gou)類型NaCl;配位數6;有(you)效配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)制造的(de)最(zui)重(zhong)要過(guo)(guo)程是由(you)各種鎂(mei)質原料(liao)，通(tong)過(guo)(guo)各種形式的(de)加熱(re)方(fang)法產生(sheng)高溫使鎂(mei)質材(cai)料(liao)(MgO)熔化(hua)，變(bian)成氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)熔體(ti)。要使氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)熔融(rong)(rong)，必須消(xiao)耗大(da)量的(de)熱(re)能，以克服離子間的(de)引力。通(tong)過(guo)(guo)強大(da)電(dian)弧(hu)產生(sheng)高溫而熔化(hua)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)方(fang)法叫做電(dian)弧(hu)熔融(rong)(rong)法。這個(ge)融(rong)(rong)化(hua)過(guo)(guo)程一般包(bao)括熱(re)的(de)傳導(dao)、脫水、脫碳(tan)、熔化(hua)、析晶、晶體(ti)長大(da)等(deng)一系列物(wu)理(li)化(hua)學變(bian)化(hua)的(de)過(guo)(guo)程。

①脫(tuo)水過程(cheng)。用水鎂(mei)(mei)石(shi)作原料有一脫(tuo)水過程(cheng)。水鎂(mei)(mei)石(shi)的主要(yao)成分是氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過(guo)程。用菱鎂(mei)礦作為原料時有(you)一個(ge)脫(tuo)碳過(guo)程，脫(tuo)碳過(guo)程包括兩(liang)個(ge)方面。一方面是(shi)菱鎂(mei)礦石的熱分(fen)解，菱鎂(mei)礦石的主(zhu)要(yao)成分(fen)是(shi)碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面，由于在電熔過程(cheng)中(zhong)往(wang)往(wang)在原料氧化鎂中(zhong)加(jia)入石(shi)墨(mo)粉(fen)末添加(jia)物(助劑(ji))，在電熔爐起動過程(cheng)中(zhong)需在三(san)電極(石(shi)墨(mo)電極)的下端用石(shi)墨(mo)粉(fen)末鋪成三(san)角(jiao)形或(huo)星形導線路(lu)，在通電過程(cheng)中(zhong)受(shou)熱燒損或(huo)完全燃燒除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)即氧(yang)化(hua)鎂中(zhong)鎂離子(zi)和氧(yang)離子(zi)在強(qiang)電弧產生的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)作用下，克服單(dan)晶(jing)體(ti)(ti)中(zhong)的(de)(de)晶(jing)格能(neng)的(de)(de)束縛，變成能(neng)自(zi)由運動的(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)。也就是說，氧(yang)化(hua)鎂加熱(re)(re)(re)(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)(rong)點(dian))就會由固體(ti)(ti)變成液(ye)體(ti)(ti)，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)。在這(zhe)一過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)中(zhong)需消(xiao)(xiao)耗(hao)大(da)量的(de)(de)電能(neng)。據電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂生產者對(dui)用水(shui)鎂石作原料生產電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)的(de)(de)比(bi)例如下：氧(yang)化(hua)鎂晶(jing)體(ti)(ti)生成熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)(xiao)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂(sha)生成熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼(ke)的(de)(de)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電能(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數(shu)據可以看(kan)出(chu)，在電熔(rong)(rong)(rong)