電(dian)(dian)弧熔爐生(sheng)產(chan)電(dian)(dian)熔氧(yang)化鎂的工藝流程(cheng)主要包(bao)括：原料(liao)配料(liao)、電(dian)(dian)弧熔融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分類包(bao)裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有豐富(fu)的(de)優(you)質菱鎂(mei)(mei)礦石，氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量高(gao)，又易(yi)于開采，因(yin)此，被廣泛用作電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原料。采用菱鎂(mei)(mei)石作原料，碳酸鎂(mei)(mei)分解產生CO2氣(qi)體(ti)，由于有大量氣(qi)體(ti)從爐內排出影響著電(dian)熔(rong)過(guo)程的(de)進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)的結晶帶的形成(cheng)均(jun)有不利(li)影響(xiang)，由(you)于大量塵料飛損，使(shi)物料損耗和(he)能量消(xiao)耗增高(gao)，也惡化了(le)車間生產環境。但由(you)于優質菱(ling)鎂(mei)礦石容易獲得，價格很低廉，所以，仍是我國電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)用得最多最廣泛的原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石中(zhong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)含量高低和化(hua)(hua)學成分直接影響(xiang)到電(dian)熔凝(ning)(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量，同時(shi)在電(dian)熔過(guo)程中(zhong)也(ye)直接影響(xiang)到電(dian)熔凝(ning)(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)得到的(de)品(pin)級(ji)(ji)比(bi)例，因此(ci)，為了保證電(dian)熔凝(ning)(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量和品(pin)級(ji)(ji)比(bi)例，必(bi)須對(dui)各種礦石進行適當的(de)配比(bi)后(hou)進行熔煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)。我國的(de)遼寧(ning)省水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)礦源非常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)中氧化鎂(mei)(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)(shi)。它(ta)也是一種制造(zao)電熔凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)原料，部分地(di)區水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)化學(xue)成分見表(biao)2。

表2水(shui)鎂石的(de)化(hua)學(xue)成(cheng)分/%

③輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂。以輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂作為電熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂原料(liao)，可以使生(sheng)產(chan)環境得到改善，可以降低(di)運輸(shu)費用。由于電熔(rong)(rong)時排出氣體少，成分(fen)也較均勻(yun)，對提(ti)高電熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂質(zhi)量(liang)有(you)利(li)。

我(wo)國有一(yi)些電(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂以輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂制成(cheng)(cheng)球(qiu)料入(ru)爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)氧(yang)化(hua)鎂含量達到(dao)98%，以此料能生(sheng)產(chan)出白色大結晶電(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂。但由于成(cheng)(cheng)球(qiu)費用高，影響生(sheng)產(chan)成(cheng)(cheng)本。目前(qian)，有的(de)(de)廠家采用反(fan)射爐(lu)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂，以一(yi)定(ding)的(de)(de)粒(li)度加入(ru)熔(rong)(rong)(rong)(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)質量比用菱(ling)鎂礦(kuang)石好，成(cheng)(cheng)本又(you)比用球(qiu)料作原料時便宜，因而得到(dao)了一(yi)定(ding)的(de)(de)推廣。

④燒結鎂(mei)(mei)砂。為(wei)了某些電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)特殊要求，有時(shi)必(bi)須(xu)(xu)在電(dian)熔過(guo)程(cheng)中采(cai)用燒結鎂(mei)(mei)砂作為(wei)電(dian)熔原(yuan)料，如采(cai)用海水鎂(mei)(mei)砂作為(wei)電(dian)熔原(yuan)料，一(yi)般首(shou)先利(li)用處理海水和石灰乳作用生(sheng)產(chan)氫(qing)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫(qing)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅(duan)燒成輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用其他方法(fa)也可(ke)(ke)以制得輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工(gong)業(ye)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)制取方法(fa))，采(cai)用輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作為(wei)原(yuan)料生(sheng)產(chan)電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)，極(ji)少量(liang)的(de)(de)雜(za)(za)質氣體(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)體的(de)(de)雜(za)(za)質，可(ke)(ke)明顯影響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)長大(da)。因為(wei)雜(za)(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作用在于增加晶(jing)(jing)界運動所(suo)需(xu)的(de)(de)能量(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)界與第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)(yu)時(shi)，晶(jing)(jing)體能量(liang)降低，其降低量(liang)與第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面積成正比，所(suo)以必(bi)須(xu)(xu)提高晶(jing)(jing)界能，晶(jing)(jing)界才能離開第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼(ji)續運動。并(bing)且當(dang)晶(jing)(jing)界與第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)(yu)時(shi)，與第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面積相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)晶(jing)(jing)界必(bi)須(xu)(xu)變(bian)形，第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈(yu)(yu)多，晶(jing)(jing)粒長大(da)的(de)(de)極(ji)限尺寸愈(yu)(yu)小(xiao)。

另(ling)一(yi)方(fang)面為(wei)了降(jiang)低電(dian)熔凝(ning)氧化鎂的(de)顯氣孔率，也應(ying)盡(jin)量減少原料氧化鎂的(de)氣體排出(chu)，因(yin)此，采(cai)用燒結(jie)鎂砂(sha)電(dian)熔有其顯著優點。

⑤電熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂單晶的化(hua)(hua)學原(yuan)料質量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是(shi)同原子(zi)(zi)和(he)分(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)力學本性(xing)如離(li)(li)(li)子(zi)(zi)半(ban)徑(jing)的(de)(de)尺(chi)寸(cun)，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)位數(shu)值(zhi)，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)外層(ceng)結構等相關聯(lian)。而氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)、質(zhi)量(liang)和(he)電(dian)荷、陽(yang)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)和(he)陰(yin)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)(de)結合特性(xing)和(he)強度、離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)極化(hua)作用、結晶構造等決(jue)定它是(shi)一(yi)高(gao)熔(rong)點化(hua)合物。

氧化鎂的熔(rong)點和結(jie)構參數：陽離(li)子半徑0.074mm;陰離(li)子半徑0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配位(wei)數6;有效配位(wei)數8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制(zhi)造的最(zui)重要過(guo)(guo)程是由各種鎂(mei)質(zhi)原料(liao)，通過(guo)(guo)各種形(xing)式的加熱(re)方(fang)法產(chan)生高溫(wen)使鎂(mei)質(zhi)材料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)體(ti)。要使氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)融(rong)，必須消(xiao)耗大量的熱(re)能，以(yi)克服離子間的引力。通過(guo)(guo)強大電(dian)弧產(chan)生高溫(wen)而(er)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的方(fang)法叫做電(dian)弧熔(rong)融(rong)法。這個(ge)融(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程一般包括熱(re)的傳(chuan)導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)長大等一系(xi)列物理化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)(hua)(hua)的過(guo)(guo)程。

①脫水(shui)過程。用水(shui)鎂石作原料(liao)有一脫水(shui)過程。水(shui)鎂石的(de)主要成分是氫(qing)氧化(hua)鎂Mg(OH)2。其(qi)脫水(shui)過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)碳過程(cheng)。用菱鎂礦(kuang)作為原料(liao)時有一個(ge)脫(tuo)(tuo)碳過程(cheng)，脫(tuo)(tuo)碳過程(cheng)包括兩個(ge)方(fang)面。一方(fang)面是菱鎂礦(kuang)石的熱分解，菱鎂礦(kuang)石的主(zhu)要成(cheng)分是碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于(yu)在電(dian)(dian)熔過(guo)程(cheng)中往(wang)(wang)往(wang)(wang)在原料(liao)氧化鎂中加(jia)入石(shi)(shi)墨(mo)粉末(mo)添加(jia)物(wu)(助劑)，在電(dian)(dian)熔爐起動過(guo)程(cheng)中需在三電(dian)(dian)極(石(shi)(shi)墨(mo)電(dian)(dian)極)的下端用石(shi)(shi)墨(mo)粉末(mo)鋪(pu)成(cheng)三角形或星形導線路，在通(tong)電(dian)(dian)過(guo)程(cheng)中受熱燒損或完(wan)全(quan)燃燒除去石(shi)(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過程。熔(rong)化(hua)(hua)過程即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子(zi)和氧(yang)(yang)離子(zi)在強電弧產生(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)能(neng)(neng)作用(yong)下(xia)，克服單晶體(ti)中的(de)(de)晶格能(neng)(neng)的(de)(de)束縛，變(bian)成能(neng)(neng)自由(you)運動的(de)(de)過程。也就(jiu)是說(shuo)，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)到一(yi)(yi)定溫度(熔(rong)點)就(jiu)會由(you)固體(ti)變(bian)成液體(ti)，叫(jiao)熔(rong)化(hua)(hua)。在這一(yi)(yi)過程中需消(xiao)(xiao)耗大量的(de)(de)電能(neng)(neng)。據電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產者(zhe)對(dui)用(yong)水(shui)鎂(mei)石作原料(liao)生(sheng)產電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)消(xiao)(xiao)耗的(de)(de)比例(li)如(ru)下(xia)：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)晶體(ti)生(sheng)成熱(re)(re)消(xiao)(xiao)耗值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)(xiao)耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成熱(re)(re)耗值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)水(shui)耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表(biao)面散熱(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電能(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據可以看(kan)出，在電熔(rong)