電(dian)弧(hu)熔(rong)爐生(sheng)產電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)的工藝(yi)流程(cheng)主要包括(kuo)：原(yuan)料配料、電(dian)弧(hu)熔(rong)融、破碎、選別(bie)、粉碎、篩(shai)別(bie)、磁(ci)選、分類包裝等。

(1)原料

我國有豐富(fu)的(de)(de)優(you)質菱鎂(mei)礦石，氧(yang)化(hua)鎂(mei)含(han)量(liang)高，又易于開采，因此，被(bei)廣(guang)泛(fan)用作電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)原料。采用菱鎂(mei)石作原料，碳(tan)酸(suan)鎂(mei)分解產生(sheng)CO2氣體(ti)(ti)，由(you)于有大量(liang)氣體(ti)(ti)從爐內排出影響著電(dian)熔過程的(de)(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)的結晶(jing)帶(dai)的形成均(jun)有(you)不(bu)利影響，由(you)于大(da)量塵(chen)料飛損，使(shi)物料損耗和能量消耗增(zeng)高(gao)，也(ye)惡化(hua)了車間生產環境(jing)。但由(you)于優質(zhi)菱鎂(mei)礦石容易獲得，價格很低廉(lian)，所以，仍是我國電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)用得最(zui)多最(zui)廣泛的原(yuan)料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)礦石中氧化鎂(mei)的(de)含量(liang)(liang)高低和化學成分直(zhi)(zhi)接影響到(dao)電熔凝氧化鎂(mei)的(de)質量(liang)(liang)，同時在(zai)電熔過(guo)程中也直(zhi)(zhi)接影響到(dao)電熔凝氧化鎂(mei)得到(dao)的(de)品級比例(li)，因此，為了保證電熔凝氧化鎂(mei)的(de)質量(liang)(liang)和品級比例(li)，必須對(dui)各種礦石進行(xing)適當的(de)配比后進行(xing)熔煉(lian)。

②水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)(shi)。我(wo)國的(de)(de)遼寧省水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)(shi)的(de)(de)礦源(yuan)非常豐富，水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)(shi)中(zhong)氧(yang)化鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦石(shi)(shi)(shi)。它也是(shi)一種(zhong)制造電熔凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)原料(liao)，部分地區(qu)水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)(shi)的(de)(de)化學成分見表2。

表2水(shui)鎂石的(de)化學成分/%

③輕(qing)(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)。以輕(qing)(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)作為電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)原料(liao)，可以使生產環境得(de)到(dao)改善(shan)，可以降低運(yun)輸費用。由于(yu)電熔(rong)時排(pai)出氣體少，成(cheng)分也較均勻，對提高(gao)電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)質(zhi)量有利。

我(wo)國有(you)一(yi)(yi)些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以(yi)輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制成(cheng)(cheng)球料(liao)入(ru)爐(lu)(lu)電(dian)(dian)熔(rong)。輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量(liang)達到(dao)98%，以(yi)此料(liao)能生產出白色(se)大結晶電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但(dan)由(you)于成(cheng)(cheng)球費用高，影響生產成(cheng)(cheng)本。目前(qian)，有(you)的(de)廠家采用反射爐(lu)(lu)輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以(yi)一(yi)(yi)定的(de)粒度加(jia)入(ru)熔(rong)爐(lu)(lu)電(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量(liang)比用菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石好，成(cheng)(cheng)本又比用球料(liao)作原料(liao)時便宜，因(yin)而(er)得到(dao)了一(yi)(yi)定的(de)推廣。

④燒結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了(le)某些電(dian)(dian)(dian)熔凝(ning)氧化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)特殊(shu)要求，有時必須(xu)在(zai)電(dian)(dian)(dian)熔過程中采(cai)用(yong)(yong)燒結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)熔原料(liao)，如采(cai)用(yong)(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)熔原料(liao)，一般首先利用(yong)(yong)處(chu)理海水(shui)和(he)(he)石灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)生產(chan)氫氧化鎂(mei)(mei)(mei)，將(jiang)氫氧化鎂(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒成輕(qing)燒氧化鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方法(fa)也(ye)可以制得輕(qing)燒氧化鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工(gong)業氧化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)制取(qu)方法(fa))，采(cai)用(yong)(yong)輕(qing)燒氧化鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)原料(liao)生產(chan)電(dian)(dian)(dian)熔凝(ning)氧化鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和(he)(he)拉特爾(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)，極(ji)少量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)雜(za)質氣(qi)體(相(xiang)(xiang))也(ye)屬(shu)于晶(jing)(jing)體的(de)(de)(de)(de)雜(za)質，可明顯(xian)影響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)(de)長大(da)。因(yin)為(wei)(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)在(zai)于增(zeng)加晶(jing)(jing)界(jie)(jie)運(yun)動所需的(de)(de)(de)(de)能量(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)(jing)體能量(liang)(liang)降(jiang)低，其降(jiang)低量(liang)(liang)與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面積(ji)成正比(bi)，所以必須(xu)提高晶(jing)(jing)界(jie)(jie)能，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)才能離開第二(er)(er)相(xiang)(xiang)繼續(xu)運(yun)動。并且當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面積(ji)相(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)必須(xu)變形，第二(er)(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒長大(da)的(de)(de)(de)(de)極(ji)限尺(chi)寸愈小。

另(ling)一方面為了降低電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂的(de)顯氣孔率，也(ye)應(ying)盡量減少原(yuan)料氧化(hua)鎂的(de)氣體排出，因(yin)此(ci)，采(cai)用燒結鎂砂電(dian)(dian)熔(rong)有其顯著優(you)點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原料(liao)質量(liang)要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特性是(shi)同(tong)原(yuan)子和分子的(de)量子力學本性如(ru)離(li)子半(ban)徑的(de)尺寸，離(li)子的(de)電(dian)位(wei)數(shu)值，離(li)子的(de)電(dian)子外層結構(gou)等相關聯(lian)。而氧化(hua)鎂的(de)離(li)子尺寸、質(zhi)量和電(dian)荷、陽離(li)子和陰離(li)子之間(jian)的(de)結合特性和強(qiang)度、離(li)子的(de)極化(hua)作(zuo)用、結晶構(gou)造等決定它是(shi)一高熔點化(hua)合物。

氧(yang)化(hua)鎂的熔點(dian)和結構(gou)參數：陽離子半徑(jing)0.074mm;陰離子半徑(jing)0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配位(wei)數6;有效配位(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)最重要(yao)過(guo)程是由各(ge)(ge)種鎂(mei)質原料，通過(guo)各(ge)(ge)種形式(shi)的(de)加熱方法產(chan)生(sheng)高溫(wen)使鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體。要(yao)使氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融(rong)，必須消耗大(da)量的(de)熱能(neng)，以(yi)克(ke)服離子間的(de)引力。通過(guo)強大(da)電弧產(chan)生(sheng)高溫(wen)而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)方法叫(jiao)做電弧熔(rong)(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程一般包括熱的(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體長大(da)等一系(xi)列物理化(hua)(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)(hua)的(de)過(guo)程。

①脫水過(guo)程。用水鎂石(shi)(shi)作原料有一脫水過(guo)程。水鎂石(shi)(shi)的主要(yao)成分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程(cheng)。用(yong)菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)作為原料時有一個脫碳過程(cheng)，脫碳過程(cheng)包括兩個方面。一方面是菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)的熱分(fen)解，菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)的主要成分(fen)是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)(zai)(zai)電(dian)熔過(guo)程中(zhong)往往在(zai)(zai)(zai)原料氧化(hua)鎂中(zhong)加入石(shi)墨粉(fen)(fen)末添加物(助劑)，在(zai)(zai)(zai)電(dian)熔爐起(qi)動過(guo)程中(zhong)需在(zai)(zai)(zai)三電(dian)極(ji)(石(shi)墨電(dian)極(ji))的下(xia)端用石(shi)墨粉(fen)(fen)末鋪(pu)成三角形(xing)(xing)或(huo)星形(xing)(xing)導線路，在(zai)(zai)(zai)通電(dian)過(guo)程中(zhong)受(shou)熱燒(shao)損或(huo)完全燃燒(shao)除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)(guo)程。熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)(guo)程即氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子(zi)和氧(yang)(yang)(yang)離子(zi)在(zai)強電(dian)弧(hu)產生的(de)(de)熱(re)(re)(re)能(neng)(neng)(neng)作(zuo)用下，克服單晶(jing)體中(zhong)的(de)(de)晶(jing)格能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)束縛，變成(cheng)能(neng)(neng)(neng)自由運動(dong)的(de)(de)過(guo)(guo)程。也就是說，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)到(dao)一定溫(wen)度(熔(rong)(rong)點(dian))就會由固體變成(cheng)液體，叫熔(rong)(rong)化(hua)。在(zai)這一過(guo)(guo)程中(zhong)需消(xiao)耗(hao)大(da)量的(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)(neng)。據(ju)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)生產者對用水鎂(mei)石(shi)作(zuo)原料生產電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)的(de)(de)比例(li)如下：氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)晶(jing)體生成(cheng)熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)值34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)(re)值15.3%，散砂生成(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)值3.0%，冷卻(que)水耗(hao)熱(re)(re)(re)值8.4%，冷卻(que)爐(lu)(lu)殼(ke)的(de)(de)水耗(hao)熱(re)(re)(re)值7.9%，爐(lu)(lu)子(zi)表(biao)面散熱(re)(re)(re)值6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)值28.8%。電(dian)能(neng)(neng)(neng)損失值3.2%，從(cong)這些統(tong)計數據(ju)可以(yi)看出，在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)