電弧熔爐生產電熔氧化鎂的工藝流程主(zhu)要(yao)包(bao)括(kuo)：原料(liao)配料(liao)、電弧熔融、破(po)碎、選別(bie)、粉(fen)碎、篩別(bie)、磁選、分(fen)類(lei)包(bao)裝等。

(1)原料

我國(guo)有(you)豐(feng)富的優質菱鎂(mei)礦石(shi)(shi)，氧化鎂(mei)含量(liang)(liang)高，又易于開采(cai)，因此，被廣泛用(yong)作電熔(rong)氧化鎂(mei)的原(yuan)料。采(cai)用(yong)菱鎂(mei)石(shi)(shi)作原(yuan)料，碳酸(suan)鎂(mei)分解(jie)產生CO2氣體(ti)，由于有(you)大量(liang)(liang)氣體(ti)從爐內(nei)排出影響(xiang)著電熔(rong)過程(cheng)的進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的結晶帶的形(xing)成均(jun)有(you)不(bu)利(li)影(ying)響(xiang)，由于大量塵料(liao)飛(fei)損，使(shi)物料(liao)損耗和能量消(xiao)耗增高，也惡化了車間生(sheng)產環境。但由于優質菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石容(rong)易獲得，價格很低廉(lian)，所以(yi)，仍(reng)是(shi)我(wo)國電熔(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)用得最多最廣泛的原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)。菱鎂礦(kuang)石(shi)(shi)中(zhong)氧化(hua)鎂的(de)含(han)量高(gao)低和(he)化(hua)學(xue)成分直接影響到(dao)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂的(de)質量，同時(shi)在電(dian)(dian)(dian)熔(rong)過程中(zhong)也直接影響到(dao)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂得(de)到(dao)的(de)品級比例，因此，為了保(bao)證電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂的(de)質量和(he)品級比例，必(bi)須對各種礦(kuang)石(shi)(shi)進行適當(dang)的(de)配比后(hou)進行熔(rong)煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)石。我國的遼寧(ning)省(sheng)水(shui)鎂(mei)石的礦源非(fei)常豐富，水(shui)鎂(mei)石中氧(yang)化鎂(mei)含量高(gao)于(yu)菱鎂(mei)礦石。它也是一種制造(zao)電(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)的原料，部分地區水(shui)鎂(mei)石的化學成分見表(biao)2。

表2水鎂石的化學成(cheng)分(fen)/%

③輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂。以輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂作為電熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂原料，可以使生(sheng)產環境得(de)到改善，可以降低運輸費用。由于電熔時排(pai)出氣體少(shao)，成分也較均勻，對提高電熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂質量有利。

我國有一些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)以(yi)輕燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)制(zhi)成(cheng)(cheng)球(qiu)料(liao)(liao)入爐(lu)電(dian)熔(rong)。輕燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)含量(liang)達到98%，以(yi)此(ci)料(liao)(liao)能生產(chan)出白色(se)大結晶電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)。但(dan)由(you)于(yu)成(cheng)(cheng)球(qiu)費用(yong)高，影響生產(chan)成(cheng)(cheng)本。目前，有的(de)廠家采用(yong)反射(she)爐(lu)輕燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)，以(yi)一定(ding)的(de)粒度(du)加(jia)入熔(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質(zhi)量(liang)比(bi)用(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石好，成(cheng)(cheng)本又(you)比(bi)用(yong)球(qiu)料(liao)(liao)作原料(liao)(liao)時便宜，因而(er)得到了一定(ding)的(de)推(tui)廣。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了(le)某(mou)些(xie)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的特殊要求，有時必(bi)須(xu)在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)過程中采(cai)用(yong)(yong)燒(shao)結(jie)鎂(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)(yuan)料，如采(cai)用(yong)(yong)海(hai)水鎂(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)(yuan)料，一般首先(xian)利(li)用(yong)(yong)處理海(hai)水和(he)石(shi)灰乳作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)生產氫氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)煅燒(shao)成(cheng)(cheng)輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)其(qi)(qi)他方法(fa)也(ye)可(ke)以制得輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(詳(xiang)見工業(ye)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的制取方法(fa))，采(cai)用(yong)(yong)輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)(wei)原(yuan)(yuan)料生產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)，極(ji)少量(liang)的雜(za)質氣體(相(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)體的雜(za)質，可(ke)明顯影響(xiang)晶(jing)(jing)粒的長(chang)大。因(yin)為(wei)(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)的作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)在于增加晶(jing)(jing)界(jie)運動(dong)所需的能(neng)量(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)(jing)體能(neng)量(liang)降(jiang)(jiang)低，其(qi)(qi)降(jiang)(jiang)低量(liang)與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積(ji)成(cheng)(cheng)正比，所以必(bi)須(xu)提高(gao)晶(jing)(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)才能(neng)離開第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動(dong)。并且當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)等的晶(jing)(jing)界(jie)必(bi)須(xu)變形，第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒長(chang)大的極(ji)限(xian)尺寸愈小。

另一(yi)方面為了降低電熔凝氧化鎂的顯氣(qi)孔率，也應(ying)盡量減少原(yuan)料氧化鎂的氣(qi)體(ti)排出，因此，采用(yong)燒結鎂砂(sha)電熔有其顯著優(you)點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶的化(hua)學(xue)原料質(zhi)量(liang)要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性是(shi)同原(yuan)子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的(de)(de)(de)量子(zi)(zi)力學本性如(ru)離(li)子(zi)(zi)半徑(jing)的(de)(de)(de)尺寸，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)電(dian)位數值，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)外層結構(gou)等相關聯(lian)。而氧化鎂的(de)(de)(de)離(li)子(zi)(zi)尺寸、質量和電(dian)荷、陽離(li)子(zi)(zi)和陰離(li)子(zi)(zi)之間的(de)(de)(de)結合特性和強度、離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)極化作用、結晶構(gou)造等決定(ding)它是(shi)一高熔點化合物。

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

電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)最重(zhong)要過(guo)程(cheng)是由各種鎂(mei)質原料(liao)(liao)，通過(guo)各種形式的(de)加熱(re)方(fang)法(fa)(fa)產(chan)生高溫使鎂(mei)質材料(liao)(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)，變成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體。要使氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融，必須消耗大量的(de)熱(re)能(neng)，以克服離子間的(de)引力。通過(guo)強大電弧(hu)產(chan)生高溫而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)方(fang)法(fa)(fa)叫做電弧(hu)熔(rong)(rong)融法(fa)(fa)。這個融化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)一(yi)般(ban)包括熱(re)的(de)傳(chuan)導(dao)、脫(tuo)水(shui)、脫(tuo)碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)、析晶(jing)(jing)、晶(jing)(jing)體長大等一(yi)系列物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)過(guo)程(cheng)。

①脫水過程。用水鎂(mei)石(shi)(shi)作原料有一(yi)脫水過程。水鎂(mei)石(shi)(shi)的主要成(cheng)分是氫(qing)氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)(guo)程。用菱鎂(mei)礦作為(wei)原料時有一個(ge)脫碳過(guo)(guo)程，脫碳過(guo)(guo)程包括兩個(ge)方面(mian)。一方面(mian)是菱鎂(mei)礦石的熱(re)分解，菱鎂(mei)礦石的主要成分是碳酸(suan)鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電(dian)熔過(guo)程(cheng)中往往在(zai)原(yuan)料氧化鎂(mei)中加入石(shi)(shi)墨(mo)粉末添加物(助劑)，在(zai)電(dian)熔爐起動過(guo)程(cheng)中需(xu)在(zai)三電(dian)極(石(shi)(shi)墨(mo)電(dian)極)的下端用石(shi)(shi)墨(mo)粉末鋪成三角形或(huo)星形導線(xian)路，在(zai)通電(dian)過(guo)程(cheng)中受熱燒(shao)損或(huo)完全燃燒(shao)除去(qu)石(shi)(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)過(guo)程(cheng)。熔化(hua)過(guo)程(cheng)即氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離子和(he)氧(yang)(yang)(yang)離子在(zai)強電(dian)(dian)(dian)弧產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)能作(zuo)用下(xia)，克服單晶體(ti)中的(de)(de)(de)晶格能的(de)(de)(de)束縛，變(bian)成能自由運(yun)動的(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)。也就是(shi)說，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)到一(yi)定溫度(熔點(dian))就會(hui)由固體(ti)變(bian)成液(ye)體(ti)，叫熔化(hua)。在(zai)這(zhe)一(yi)過(guo)程(cheng)中需消耗(hao)大(da)量的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)能。據電(dian)(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)(sheng)產者對用水(shui)鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料生(sheng)(sheng)產電(dian)(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)消耗(hao)的(de)(de)(de)比(bi)例如(ru)下(xia)：氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)晶體(ti)生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)消耗(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂(sha)生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)(de)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)(dian)能損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數據可以看出，在(zai)電(dian)(dian)(dian)熔