電弧熔(rong)爐生產電熔(rong)氧化鎂(mei)的工藝流(liu)程主要(yao)包(bao)括(kuo)：原料配(pei)料、電弧熔(rong)融(rong)、破碎(sui)、選別(bie)、粉碎(sui)、篩別(bie)、磁選、分類包(bao)裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有豐(feng)富的優質菱鎂礦(kuang)石，氧(yang)化鎂含量高，又易于(yu)開(kai)采(cai)(cai)，因此，被廣(guang)泛用作電熔氧(yang)化鎂的原料(liao)。采(cai)(cai)用菱鎂石作原料(liao)，碳酸(suan)鎂分(fen)解(jie)產(chan)生CO2氣體(ti)，由于(yu)有大(da)量氣體(ti)從(cong)爐內(nei)排(pai)出影(ying)響著電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)(hua)鎂的結(jie)晶帶(dai)的形成均(jun)有(you)不(bu)利影(ying)響，由于大量(liang)塵料(liao)飛損(sun)，使物料(liao)損(sun)耗(hao)(hao)和(he)能量(liang)消耗(hao)(hao)增(zeng)高，也(ye)惡化(hua)(hua)了車(che)間生產環境。但由于優質菱鎂礦石容易獲得，價格很低廉，所以，仍是我國電熔氧化(hua)(hua)鎂用(yong)得最多最廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)。菱鎂礦(kuang)石(shi)中(zhong)氧(yang)化鎂的含量高低和化學成分(fen)直(zhi)接影響到電熔凝(ning)氧(yang)化鎂的質量，同時在電熔過程中(zhong)也(ye)直(zhi)接影響到電熔凝(ning)氧(yang)化鎂得到的品級(ji)(ji)比(bi)例，因(yin)此(ci)，為了保證電熔凝(ning)氧(yang)化鎂的質量和品級(ji)(ji)比(bi)例，必須對各(ge)種礦(kuang)石(shi)進行(xing)適當的配比(bi)后進行(xing)熔煉。

②水鎂(mei)石(shi)(shi)(shi)。我國的(de)遼(liao)寧省水鎂(mei)石(shi)(shi)(shi)的(de)礦(kuang)源非常豐富，水鎂(mei)石(shi)(shi)(shi)中(zhong)氧化鎂(mei)含(han)量高于(yu)菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)(shi)。它也是一種(zhong)制造電熔凝氧化鎂(mei)的(de)原(yuan)料，部分(fen)地(di)區(qu)水鎂(mei)石(shi)(shi)(shi)的(de)化學成分(fen)見表2。

表(biao)2水(shui)鎂石(shi)的化學(xue)成(cheng)分/%

③輕燒氧(yang)化鎂。以(yi)輕燒氧(yang)化鎂作為(wei)電熔(rong)氧(yang)化鎂原料，可以(yi)使生產環境得到改(gai)善，可以(yi)降低運輸(shu)費(fei)用。由于電熔(rong)時排出氣體少，成(cheng)分也較均勻，對提高電熔(rong)氧(yang)化鎂質量有利(li)。

我國(guo)有(you)一(yi)些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以輕(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)球料(liao)入(ru)爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)。輕(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量達到98%，以此料(liao)能(neng)生產出白色(se)大結(jie)晶電(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但(dan)由于成(cheng)球費用(yong)(yong)(yong)(yong)高，影響生產成(cheng)本。目前，有(you)的(de)廠家采用(yong)(yong)(yong)(yong)反(fan)射爐(lu)輕(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以一(yi)定的(de)粒度加(jia)入(ru)熔(rong)(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量比用(yong)(yong)(yong)(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)好，成(cheng)本又比用(yong)(yong)(yong)(yong)球料(liao)作原料(liao)時便宜(yi)，因(yin)而得(de)到了一(yi)定的(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了某(mou)些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)特(te)殊要求(qiu)，有時(shi)必(bi)須在電(dian)(dian)熔(rong)過程中采用燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，如采用海(hai)水鎂(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，一般首(shou)先利用處理海(hai)水和(he)石(shi)灰乳作(zuo)(zuo)(zuo)用生產氫(qing)(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，將氫(qing)(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)煅(duan)燒(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。用其他方(fang)法也可以制(zhi)(zhi)得輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(詳(xiang)見工(gong)業氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)制(zhi)(zhi)取方(fang)法)，采用輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)(wei)原(yuan)料(liao)生產電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特(te)爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)(wei)，極少量(liang)的(de)(de)雜(za)質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)(jing)(jing)體的(de)(de)雜(za)質(zhi)，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)長大。因為(wei)(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用在于增加(jia)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)運動所(suo)需的(de)(de)能(neng)量(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)與第二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體能(neng)量(liang)降(jiang)低(di)，其降(jiang)低(di)量(liang)與第二相(xiang)(xiang)橫(heng)截面積成正比，所(suo)以必(bi)須提(ti)高晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)才能(neng)離(li)開第二相(xiang)(xiang)繼續運動。并且(qie)當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)與第二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，與第二相(xiang)(xiang)橫(heng)截面積相(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)必(bi)須變形(xing)，第二相(xiang)(xiang)數量(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)長大的(de)(de)極限尺(chi)寸愈(yu)小。

另一(yi)方(fang)面為了降低(di)電(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)的顯氣(qi)孔率，也(ye)應盡(jin)量減少原(yuan)料氧(yang)化鎂(mei)的氣(qi)體排出，因此，采(cai)用(yong)燒結鎂(mei)砂電(dian)熔有(you)其顯著優點。

⑤電熔氧(yang)化鎂單(dan)晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是(shi)同原子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的(de)(de)(de)量子(zi)(zi)力學(xue)本性(xing)如(ru)離(li)子(zi)(zi)半徑的(de)(de)(de)尺(chi)寸，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)電位數值，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)電子(zi)(zi)外層結構(gou)等(deng)相關(guan)聯。而氧化鎂的(de)(de)(de)離(li)子(zi)(zi)尺(chi)寸、質量和(he)電荷、陽(yang)離(li)子(zi)(zi)和(he)陰(yin)離(li)子(zi)(zi)之間(jian)的(de)(de)(de)結合特性(xing)和(he)強度(du)、離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)極化作用、結晶構(gou)造(zao)等(deng)決定它是(shi)一高熔(rong)點化合物。

氧化鎂的熔(rong)點和結構(gou)參數(shu)：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配位數(shu)6;有(you)效配位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)最重要過程是(shi)由各種(zhong)鎂(mei)質(zhi)原料，通(tong)過各種(zhong)形式(shi)的(de)(de)加熱(re)方法(fa)(fa)產生高(gao)溫(wen)使(shi)鎂(mei)質(zhi)材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)，變成氧化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體。要使(shi)氧化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融，必(bi)須(xu)消耗大(da)(da)量(liang)的(de)(de)熱(re)能(neng)，以克服離子間的(de)(de)引(yin)力。通(tong)過強大(da)(da)電弧(hu)產生高(gao)溫(wen)而熔(rong)(rong)化(hua)氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)方法(fa)(fa)叫(jiao)做電弧(hu)熔(rong)(rong)融法(fa)(fa)。這個融化(hua)過程一(yi)般包括熱(re)的(de)(de)傳導(dao)、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)(rong)化(hua)、析晶、晶體長大(da)(da)等一(yi)系列物理(li)化(hua)學變化(hua)的(de)(de)過程。

①脫(tuo)水(shui)過(guo)(guo)程。用(yong)水(shui)鎂(mei)石作(zuo)原(yuan)料有一脫(tuo)水(shui)過(guo)(guo)程。水(shui)鎂(mei)石的主(zhu)要成分是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過(guo)(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)過(guo)程(cheng)。用菱鎂礦作(zuo)為原料時有一個(ge)脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)過(guo)程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)過(guo)程(cheng)包括兩個(ge)方面(mian)。一方面(mian)是菱鎂礦石的熱分解，菱鎂礦石的主要成分是碳(tan)(tan)(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一(yi)方(fang)面，由于在(zai)電(dian)熔(rong)過程中(zhong)往往在(zai)原料氧化鎂中(zhong)加入石墨粉末添加物(wu)(助(zhu)劑)，在(zai)電(dian)熔(rong)爐起動過程中(zhong)需(xu)在(zai)三(san)電(dian)極(ji)(ji)(石墨電(dian)極(ji)(ji))的下端用(yong)石墨粉末鋪成三(san)角(jiao)形(xing)(xing)或星形(xing)(xing)導線路(lu)，在(zai)通電(dian)過程中(zhong)受熱燒損(sun)或完(wan)全燃燒除去(qu)石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)即氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離(li)子和氧(yang)離(li)子在強電弧產(chan)生(sheng)的(de)熱(re)(re)(re)能(neng)作用(yong)下，克服單晶體(ti)中(zhong)的(de)晶格能(neng)的(de)束(shu)縛(fu)，變(bian)成(cheng)能(neng)自由運動的(de)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)。也就是說(shuo)，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)到一(yi)定溫度(du)(熔(rong)(rong)點)就會由固(gu)體(ti)變(bian)成(cheng)液體(ti)，叫(jiao)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)。在這(zhe)一(yi)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)中(zhong)需消耗(hao)(hao)(hao)大(da)量的(de)電能(neng)。據電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產(chan)者對用(yong)水(shui)鎂(mei)石(shi)作原料生(sheng)產(chan)電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(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)(hao)的(de)比(bi)例如下：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)晶體(ti)生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)(hao)值34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)(hao)(hao)值3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值8.4%，冷卻爐殼的(de)水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值7.9%，爐子表(biao)面散熱(re)(re)(re)值6.4%，煙氣(qi)帶走熱(re)(re)(re)值28.8%。電能(neng)損失(shi)值3.2%，從這(zhe)些(xie)統計(ji)數據可以看出，在電熔(rong)(rong)