電弧熔(rong)(rong)爐生產電熔(rong)(rong)氧化鎂的工藝流程主要(yao)包(bao)括(kuo)：原料配料、電弧熔(rong)(rong)融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國(guo)有豐(feng)富(fu)的優質菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)，氧化鎂(mei)含量高，又易于開采(cai)，因此，被廣泛用(yong)作電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)的原料。采(cai)用(yong)菱(ling)鎂(mei)石(shi)(shi)作原料，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣(qi)體，由于有大量氣(qi)體從爐(lu)內排出影響著電(dian)熔(rong)過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)(hua)鎂的結(jie)晶(jing)帶的形成均有不(bu)利影響，由于大量塵料飛(fei)損，使物料損耗和能量消耗增高，也惡化(hua)(hua)了車間生產環境(jing)。但由于優質(zhi)菱鎂礦石容(rong)易獲得(de)，價格很(hen)低(di)廉(lian)，所(suo)以，仍是(shi)我國電熔氧化(hua)(hua)鎂用(yong)得(de)最多(duo)最廣泛的原(yuan)料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)中氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)含量高低和(he)化(hua)學成分直(zhi)接影(ying)響(xiang)(xiang)到電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質(zhi)量，同時在電熔(rong)(rong)過程中也直(zhi)接影(ying)響(xiang)(xiang)到電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)得到的(de)(de)品級(ji)比例，因(yin)此，為了保證電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質(zhi)量和(he)品級(ji)比例，必須對各(ge)種礦石(shi)進行適當(dang)的(de)(de)配(pei)比后進行熔(rong)(rong)煉。

②水鎂(mei)石。我國的(de)遼寧省水鎂(mei)石的(de)礦源非常豐富，水鎂(mei)石中氧化(hua)鎂(mei)含量(liang)高于菱鎂(mei)礦石。它也是一種制造電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)原料(liao)，部(bu)分地區水鎂(mei)石的(de)化(hua)學成分見表2。

表(biao)2水鎂石(shi)的化(hua)學成分/%

③輕(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)(hua)鎂。以(yi)輕(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)(hua)鎂作為電(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)(hua)(hua)鎂原料(liao)，可以(yi)使生產(chan)環境(jing)得到改善，可以(yi)降低運(yun)輸費用(yong)。由于電(dian)熔(rong)(rong)時排出氣體少，成分也較均勻，對提高電(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)(hua)(hua)鎂質量有利。

我國有一些電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制成(cheng)(cheng)球(qiu)料入爐(lu)電熔(rong)(rong)(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含(han)量達到98%，以此料能生(sheng)產(chan)(chan)出白(bai)色大(da)結晶(jing)電熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但由于成(cheng)(cheng)球(qiu)費用(yong)(yong)(yong)高(gao)，影(ying)響生(sheng)產(chan)(chan)成(cheng)(cheng)本。目前(qian)，有的(de)(de)廠(chang)家采用(yong)(yong)(yong)反射(she)爐(lu)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以一定的(de)(de)粒度加入熔(rong)(rong)(rong)爐(lu)電熔(rong)(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)質量比用(yong)(yong)(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石好(hao)，成(cheng)(cheng)本又比用(yong)(yong)(yong)球(qiu)料作原料時便宜，因(yin)而得到了一定的(de)(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)砂。為(wei)了某些電熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)特殊要求，有時必(bi)須(xu)在電熔過程(cheng)中采用(yong)燒(shao)結鎂(mei)砂作(zuo)為(wei)電熔原料，如(ru)采用(yong)海(hai)水(shui)鎂(mei)砂作(zuo)為(wei)電熔原料，一(yi)般(ban)首先(xian)利用(yong)處(chu)理海(hai)水(shui)和(he)石灰乳作(zuo)用(yong)生產氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。用(yong)其他方(fang)法也(ye)可(ke)以制得輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)制取(qu)方(fang)法)，采用(yong)輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)作(zuo)為(wei)原料生產電熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特爾(er)(Ruttere)等研究認為(wei)，極少量(liang)的(de)(de)雜質(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于(yu)晶(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)雜質(zhi)，可(ke)明顯影響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)長(chang)大。因為(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)在于(yu)增加晶(jing)(jing)界(jie)運動所需的(de)(de)能量(liang)。當晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)體(ti)能量(liang)降(jiang)低(di)，其降(jiang)低(di)量(liang)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)(jie)面積成正比(bi)，所以必(bi)須(xu)提高(gao)晶(jing)(jing)界(jie)能，晶(jing)(jing)界(jie)才能離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)(jie)面積相(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)必(bi)須(xu)變形(xing)，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)愈(yu)(yu)多，晶(jing)(jing)粒長(chang)大的(de)(de)極限尺寸(cun)愈(yu)(yu)小(xiao)。

另一(yi)方面為了降低電(dian)熔凝氧(yang)化鎂的(de)顯氣(qi)孔(kong)率，也應盡(jin)量減少原料氧(yang)化鎂的(de)氣(qi)體排出，因此，采用燒結鎂砂電(dian)熔有(you)其顯著優(you)點。

⑤電(dian)熔氧化鎂(mei)單(dan)晶(jing)的(de)化學原(yuan)料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)力學本性(xing)如離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)半徑(jing)的(de)(de)尺寸，離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)位數值，離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)外(wai)層結(jie)(jie)構等(deng)相關聯。而氧化(hua)鎂的(de)(de)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)尺寸、質(zhi)量(liang)和電(dian)荷、陽離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)和陰(yin)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)(de)結(jie)(jie)合特性(xing)和強度、離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)極化(hua)作用、結(jie)(jie)晶構造等(deng)決(jue)定它(ta)是一高熔點化(hua)合物(wu)。

氧化鎂的熔(rong)點(dian)和結構(gou)參數：陽離子(zi)半徑(jing)0.074mm;陰離子(zi)半徑(jing)0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配(pei)位數6;有效(xiao)配(pei)位數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)2800℃。

電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)制造的(de)最重要過程(cheng)是(shi)由各(ge)種(zhong)鎂(mei)質原料，通(tong)(tong)過各(ge)種(zhong)形式的(de)加熱方法(fa)產(chan)(chan)生(sheng)高溫(wen)使鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)(rong)化，變成氧(yang)化鎂(mei)熔(rong)(rong)體(ti)(ti)。要使氧(yang)化鎂(mei)熔(rong)(rong)融(rong)，必須消耗(hao)大(da)量的(de)熱能(neng)，以(yi)克服離子間的(de)引力。通(tong)(tong)過強大(da)電(dian)(dian)弧(hu)產(chan)(chan)生(sheng)高溫(wen)而(er)熔(rong)(rong)化氧(yang)化鎂(mei)的(de)方法(fa)叫做電(dian)(dian)弧(hu)熔(rong)(rong)融(rong)法(fa)。這個融(rong)化過程(cheng)一(yi)(yi)般包括熱的(de)傳導、脫(tuo)(tuo)水、脫(tuo)(tuo)碳、熔(rong)(rong)化、析晶、晶體(ti)(ti)長大(da)等一(yi)(yi)系列物理化學(xue)變化的(de)過程(cheng)。

①脫水(shui)(shui)(shui)過程。用水(shui)(shui)(shui)鎂石作原料有(you)一脫水(shui)(shui)(shui)過程。水(shui)(shui)(shui)鎂石的主(zhu)要(yao)成分是氫(qing)氧化(hua)鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)(shui)(shui)過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)。用(yong)菱(ling)鎂礦作(zuo)為原料時有一個(ge)(ge)脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)包括(kuo)兩個(ge)(ge)方面(mian)。一方面(mian)是菱(ling)鎂礦石(shi)的熱分(fen)解，菱(ling)鎂礦石(shi)的主要成分(fen)是碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由于在電熔過程中(zhong)往(wang)往(wang)在原料(liao)氧化(hua)鎂中(zhong)加入石墨(mo)粉(fen)末添加物(助劑)，在電熔爐起(qi)動過程中(zhong)需在三(san)(san)電極(石墨(mo)電極)的下端用(yong)石墨(mo)粉(fen)末鋪成三(san)(san)角(jiao)形或(huo)(huo)星形導線(xian)路，在通電過程中(zhong)受(shou)熱燒損(sun)或(huo)(huo)完全(quan)燃燒除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)即氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離子(zi)(zi)和氧(yang)離子(zi)(zi)在強(qiang)電(dian)(dian)(dian)弧產生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)能(neng)作用下，克服單晶體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)束(shu)縛，變(bian)成(cheng)(cheng)能(neng)自由(you)運(yun)動的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)。也就是說，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)(re)(re)到(dao)一定溫度(熔(rong)(rong)(rong)點(dian))就會由(you)固體(ti)變(bian)成(cheng)(cheng)液體(ti)，叫(jiao)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)。在這一過(guo)程(cheng)中(zhong)需消耗(hao)大量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)(sheng)(sheng)產者對用水鎂(mei)(mei)石作原料(liao)生(sheng)(sheng)(sheng)產電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)平衡的(de)(de)(de)(de)(de)衡算(suan)，熱(re)(re)(re)(re)(re)消耗(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)比例如下：氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶體(ti)生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)(re)(re)消耗(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼的(de)(de)(de)(de)(de)水耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)(zi)表面(mian)散(san)熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣(qi)帶走熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)(dian)能(neng)損(sun)失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據(ju)可以看(kan)出，在電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)