電弧熔爐生(sheng)產電熔氧(yang)化(hua)鎂的工藝(yi)流程主(zhu)要包(bao)括(kuo)：原料(liao)配料(liao)、電弧熔融(rong)、破碎(sui)(sui)、選別(bie)、粉碎(sui)(sui)、篩別(bie)、磁選、分類包(bao)裝等(deng)。

(1)原料

我國有豐富(fu)的優質菱鎂(mei)礦石(shi)，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含(han)量高，又易于開采，因此，被廣泛用作(zuo)(zuo)電(dian)(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的原料。采用菱鎂(mei)石(shi)作(zuo)(zuo)原料，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣體(ti)，由于有大量氣體(ti)從爐內排出影響著電(dian)(dian)熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂(mei)(mei)的(de)結(jie)晶帶的(de)形(xing)成均(jun)有(you)不利影響，由于大量(liang)塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗和能(neng)量(liang)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)礦石容易(yi)獲(huo)得，價格很低廉，所以，仍(reng)是我國電熔氧化鎂(mei)(mei)用得最多最廣(guang)泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂礦。菱(ling)鎂礦石(shi)中氧化鎂的(de)(de)含量(liang)(liang)高低和化學(xue)成分(fen)直(zhi)接影(ying)響到(dao)(dao)電熔(rong)(rong)凝(ning)氧化鎂的(de)(de)質量(liang)(liang)，同(tong)時在電熔(rong)(rong)過程中也直(zhi)接影(ying)響到(dao)(dao)電熔(rong)(rong)凝(ning)氧化鎂得到(dao)(dao)的(de)(de)品(pin)級比(bi)例(li)，因此，為了(le)保證電熔(rong)(rong)凝(ning)氧化鎂的(de)(de)質量(liang)(liang)和品(pin)級比(bi)例(li)，必須對各(ge)種礦石(shi)進(jin)行(xing)適當的(de)(de)配比(bi)后進(jin)行(xing)熔(rong)(rong)煉(lian)。

②水鎂(mei)石(shi)(shi)(shi)。我(wo)國的遼寧省(sheng)水鎂(mei)石(shi)(shi)(shi)的礦源非常(chang)豐(feng)富，水鎂(mei)石(shi)(shi)(shi)中(zhong)氧(yang)化鎂(mei)含(han)量高于(yu)菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)(shi)(shi)。它也(ye)是一(yi)種制造電熔凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的原料，部分(fen)地區水鎂(mei)石(shi)(shi)(shi)的化學成分(fen)見表(biao)2。

表2水(shui)鎂石的化學(xue)成(cheng)分/%

③輕(qing)燒氧化鎂(mei)。以輕(qing)燒氧化鎂(mei)作為電熔氧化鎂(mei)原料，可以使(shi)生產環境得(de)到改善，可以降低運輸費用。由于電熔時排出氣體少(shao)，成分也較均勻，對提高電熔氧化鎂(mei)質(zhi)量有利。

我(wo)國有一些(xie)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)以輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)制成(cheng)球料(liao)入(ru)爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)。輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)的氧化(hua)(hua)鎂(mei)含量達到98%，以此料(liao)能生(sheng)產出(chu)白色大結晶電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)。但(dan)由于成(cheng)球費用(yong)高，影響生(sheng)產成(cheng)本(ben)。目前，有的廠家采用(yong)反(fan)射爐(lu)輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)，以一定(ding)的粒度加入(ru)熔(rong)(rong)爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的質量比用(yong)菱鎂(mei)礦石好，成(cheng)本(ben)又比用(yong)球料(liao)作原料(liao)時便宜，因而得到了一定(ding)的推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)了某些(xie)電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特(te)殊要求，有時必須(xu)在電熔(rong)過程(cheng)中采用(yong)(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電熔(rong)原料(liao)，如采用(yong)(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電熔(rong)原料(liao)，一般首先利(li)用(yong)(yong)(yong)處理海水和石灰乳作(zuo)用(yong)(yong)(yong)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)氫(qing)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)(yong)其他方法(fa)也(ye)可以制得(de)輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制取方法(fa))，采用(yong)(yong)(yong)輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原料(liao)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研(yan)究認(ren)為(wei)，極少量的(de)(de)雜質(zhi)氣(qi)體(ti)(相)也(ye)屬于晶(jing)體(ti)的(de)(de)雜質(zhi)，可明顯影響晶(jing)粒(li)的(de)(de)長(chang)大(da)。因為(wei)雜質(zhi)相的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)在于增加晶(jing)界(jie)運動所需的(de)(de)能(neng)(neng)量。當(dang)(dang)晶(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)相相遇(yu)時，晶(jing)體(ti)能(neng)(neng)量降低，其降低量與(yu)第(di)二(er)相橫截面積成正比，所以必須(xu)提高晶(jing)界(jie)能(neng)(neng)，晶(jing)界(jie)才能(neng)(neng)離(li)開第(di)二(er)相繼續(xu)運動。并且當(dang)(dang)晶(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)相相遇(yu)時，與(yu)第(di)二(er)相橫截面積相等的(de)(de)晶(jing)界(jie)必須(xu)變(bian)形，第(di)二(er)相數量愈(yu)多，晶(jing)粒(li)長(chang)大(da)的(de)(de)極限尺寸愈(yu)小。

另一(yi)方面為了降低電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)的顯氣孔率，也應盡量(liang)減少原料(liao)氧化(hua)鎂(mei)的氣體排(pai)出，因(yin)此，采用(yong)燒結鎂(mei)砂電(dian)熔有其顯著優點。

⑤電(dian)熔氧化鎂(mei)單(dan)晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)(te)性是(shi)同原(yuan)子(zi)和(he)分子(zi)的(de)(de)(de)量(liang)子(zi)力學本性如(ru)離(li)(li)子(zi)半徑的(de)(de)(de)尺(chi)寸，離(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)電(dian)位數值(zhi)，離(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)外層結構等相(xiang)關聯。而氧(yang)化鎂的(de)(de)(de)離(li)(li)子(zi)尺(chi)寸、質(zhi)量(liang)和(he)電(dian)荷、陽(yang)離(li)(li)子(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)之間(jian)的(de)(de)(de)結合(he)特(te)(te)性和(he)強度、離(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)極化作用(yong)、結晶(jing)構造等決定它(ta)是(shi)一高熔(rong)點化合(he)物。

氧化(hua)鎂(mei)的熔(rong)點和結(jie)構(gou)參(can)數(shu)：陽離子半(ban)徑0.074mm;陰離子半(ban)徑0.53mm;結(jie)構(gou)類型NaCl;配位(wei)數(shu)6;有效配位(wei)數(shu)8.5;密(mi)度(du)3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)制造(zao)的最重要(yao)過(guo)程(cheng)是(shi)由各(ge)(ge)種(zhong)鎂(mei)質(zhi)原料，通(tong)過(guo)各(ge)(ge)種(zhong)形式的加(jia)熱方法(fa)產生高(gao)溫使鎂(mei)質(zhi)材料(MgO)熔(rong)(rong)化，變成氧(yang)化鎂(mei)熔(rong)(rong)體(ti)。要(yao)使氧(yang)化鎂(mei)熔(rong)(rong)融，必須消耗(hao)大(da)量的熱能，以克(ke)服(fu)離子間的引力(li)。通(tong)過(guo)強大(da)電弧(hu)產生高(gao)溫而熔(rong)(rong)化氧(yang)化鎂(mei)的方法(fa)叫做電弧(hu)熔(rong)(rong)融法(fa)。這個融化過(guo)程(cheng)一般包括(kuo)熱的傳導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)化、析晶、晶體(ti)長大(da)等一系列物理化學變化的過(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)(tuo)水過程(cheng)。用水鎂(mei)石作原料有一脫(tuo)(tuo)水過程(cheng)。水鎂(mei)石的主要成(cheng)分是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)(tuo)水過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)碳過程(cheng)。用菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)作為原料時有一個(ge)脫(tuo)(tuo)碳過程(cheng)，脫(tuo)(tuo)碳過程(cheng)包括兩個(ge)方面(mian)。一方面(mian)是(shi)菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)石的熱分解，菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)石的主要成分是(shi)碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由于在電熔過(guo)程(cheng)中(zhong)往(wang)往(wang)在原料氧化(hua)鎂中(zhong)加入石(shi)(shi)墨(mo)粉末(mo)(mo)添(tian)加物(助劑)，在電熔爐起動過(guo)程(cheng)中(zhong)需在三電極(ji)(石(shi)(shi)墨(mo)電極(ji))的下(xia)端用石(shi)(shi)墨(mo)粉末(mo)(mo)鋪成三角形或(huo)(huo)星形導線路(lu)，在通(tong)電過(guo)程(cheng)中(zhong)受(shou)熱(re)燒損或(huo)(huo)完全燃燒除去石(shi)(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)即氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子和氧(yang)(yang)(yang)離子在(zai)強電(dian)弧產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)熱(re)(re)(re)能作用下，克服單(dan)晶體中(zhong)的(de)晶格(ge)能的(de)束縛，變(bian)成能自由運動的(de)過(guo)程(cheng)。也就是說，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)到一定(ding)溫度(熔(rong)點(dian))就會由固體變(bian)成液體，叫熔(rong)化(hua)(hua)。在(zai)這(zhe)一過(guo)程(cheng)中(zhong)需消耗(hao)(hao)大量(liang)的(de)電(dian)能。據電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)者對(dui)用水(shui)(shui)鎂(mei)石作原料生(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)衡算，熱(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)的(de)比例如下：氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)晶體生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)卻水(shui)(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐(lu)(lu)殼的(de)水(shui)(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)(lu)子表(biao)面散(san)熱(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能損失值(zhi)3.2%，從這(zhe)些統(tong)計數據可以看出，在(zai)電(dian)熔(rong)