電(dian)弧(hu)(hu)熔(rong)(rong)爐生(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂(mei)的工(gong)藝流程主要包括(kuo)：原料配料、電(dian)弧(hu)(hu)熔(rong)(rong)融、破碎、選別(bie)(bie)、粉碎、篩別(bie)(bie)、磁選、分類包裝等。

(1)原料

我國有豐(feng)富的(de)優質菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦石，氧化鎂(mei)(mei)(mei)含量高，又易于(yu)開(kai)采，因此，被廣(guang)泛用作(zuo)電熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)原料。采用菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)(mei)石作(zuo)原料，碳酸鎂(mei)(mei)(mei)分解產生CO2氣體(ti)，由于(yu)有大量氣體(ti)從(cong)爐(lu)內排出影響著電熔(rong)過程的(de)進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧化鎂(mei)的(de)結晶(jing)帶的(de)形成均有不利影響(xiang)，由于(yu)大量(liang)塵料飛(fei)損(sun)，使物料損(sun)耗(hao)和能量(liang)消耗(hao)增高(gao)，也(ye)惡化了車(che)間生產環境(jing)。但(dan)由于(yu)優質(zhi)菱鎂(mei)礦石容易獲得(de)，價格很低廉，所以，仍是我國電(dian)熔氧化鎂(mei)用(yong)得(de)最(zui)多(duo)最(zui)廣泛(fan)的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石(shi)中(zhong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)含量(liang)高低和化(hua)(hua)(hua)學成分直接影響(xiang)到電(dian)熔凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)質量(liang)，同時在電(dian)熔過程中(zhong)也直接影響(xiang)到電(dian)熔凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)得到的(de)(de)(de)品(pin)(pin)級比例(li)，因此，為(wei)了保證電(dian)熔凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)質量(liang)和品(pin)(pin)級比例(li)，必須對各種礦石(shi)進行(xing)適當的(de)(de)(de)配比后進行(xing)熔煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石。我國(guo)的(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)礦源(yuan)非常(chang)豐富(fu)，水(shui)鎂(mei)(mei)石中氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量高(gao)于菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石。它也是一種制造電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原料，部(bu)分地區(qu)水(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)化(hua)學(xue)成分見表(biao)2。

表(biao)2水(shui)鎂石的化學成分/%

③輕燒氧(yang)化鎂(mei)。以輕燒氧(yang)化鎂(mei)作為電熔氧(yang)化鎂(mei)原(yuan)料，可(ke)以使(shi)生產(chan)環境(jing)得到改善，可(ke)以降低運輸費用(yong)。由(you)于電熔時(shi)排出氣體少，成分也較均勻，對提高電熔氧(yang)化鎂(mei)質量有利。

我國(guo)有(you)一些電熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)輕(qing)(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)(cheng)球料入爐電熔(rong)(rong)(rong)(rong)。輕(qing)(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量達到(dao)(dao)98%，以(yi)此料能生產出白色(se)大結晶電熔(rong)(rong)(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成(cheng)(cheng)球費(fei)用高，影(ying)響生產成(cheng)(cheng)本。目前，有(you)的(de)廠家采用反(fan)射爐輕(qing)(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)一定的(de)粒度加入熔(rong)(rong)(rong)(rong)爐電熔(rong)(rong)(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量比用菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)好，成(cheng)(cheng)本又比用球料作原料時便宜，因而得(de)到(dao)(dao)了一定的(de)推廣。

④燒結鎂砂(sha)。為(wei)(wei)了某些電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)(de)(de)(de)特(te)殊(shu)要求，有時(shi)必(bi)須(xu)在電(dian)熔(rong)(rong)過程中采(cai)用(yong)(yong)燒結鎂砂(sha)作為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料(liao)，如采(cai)用(yong)(yong)海(hai)水鎂砂(sha)作為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料(liao)，一般首先利用(yong)(yong)處(chu)理海(hai)水和(he)石灰乳作用(yong)(yong)生產(chan)氫氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂，將氫氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂煅燒成輕燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂。用(yong)(yong)其他方法(fa)也可以制得輕燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(詳見工(gong)業氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)(de)(de)(de)制取方法(fa))，采(cai)用(yong)(yong)輕燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂作為(wei)(wei)原(yuan)料(liao)生產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂。奧絲(si)脫(AusT)和(he)拉特(te)爾(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)，極(ji)少量的(de)(de)(de)(de)雜(za)(za)質(zhi)(zhi)氣(qi)體(ti)(相(xiang))也屬于(yu)晶(jing)體(ti)的(de)(de)(de)(de)雜(za)(za)質(zhi)(zhi)，可明顯影響晶(jing)粒(li)的(de)(de)(de)(de)長(chang)大。因為(wei)(wei)雜(za)(za)質(zhi)(zhi)相(xiang)的(de)(de)(de)(de)作用(yong)(yong)在于(yu)增加晶(jing)界運(yun)動所(suo)需的(de)(de)(de)(de)能(neng)量。當(dang)晶(jing)界與(yu)第二(er)(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，晶(jing)體(ti)能(neng)量降(jiang)低，其降(jiang)低量與(yu)第二(er)(er)(er)相(xiang)橫截(jie)面積成正(zheng)比，所(suo)以必(bi)須(xu)提高晶(jing)界能(neng)，晶(jing)界才(cai)能(neng)離開第二(er)(er)(er)相(xiang)繼續運(yun)動。并且(qie)當(dang)晶(jing)界與(yu)第二(er)(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，與(yu)第二(er)(er)(er)相(xiang)橫截(jie)面積相(xiang)等的(de)(de)(de)(de)晶(jing)界必(bi)須(xu)變(bian)形，第二(er)(er)(er)相(xiang)數量愈多(duo)，晶(jing)粒(li)長(chang)大的(de)(de)(de)(de)極(ji)限尺寸愈小。

另一(yi)方面為了降低電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂的顯氣孔率，也應盡量(liang)減少原(yuan)料氧(yang)化鎂的氣體(ti)排出，因此，采用燒結鎂砂電(dian)熔(rong)有其顯著優(you)點(dian)。

⑤電熔氧(yang)化鎂單(dan)晶(jing)的(de)化學原料(liao)質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是同原(yuan)子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的量子(zi)(zi)力學本性如離(li)(li)(li)子(zi)(zi)半(ban)徑的尺寸(cun)，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的電位數(shu)值(zhi)，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的電子(zi)(zi)外層結(jie)(jie)構等(deng)(deng)相關聯(lian)。而(er)氧(yang)化鎂的離(li)(li)(li)子(zi)(zi)尺寸(cun)、質量和(he)電荷、陽離(li)(li)(li)子(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)(li)子(zi)(zi)之間的結(jie)(jie)合特(te)性和(he)強度(du)、離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的極(ji)化作用、結(jie)(jie)晶構造等(deng)(deng)決定它(ta)是一(yi)高熔點化合物。

氧(yang)化鎂的熔(rong)點(dian)(dian)和結構參數(shu)：陽離(li)子(zi)半徑0.074mm;陰離(li)子(zi)半徑0.53mm;結構類型NaCl;配位(wei)數(shu)6;有(you)效配位(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)(dian)2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造的最(zui)重要過(guo)程是由各種鎂(mei)質原(yuan)料，通過(guo)各種形式的加(jia)熱(re)方法(fa)產生(sheng)高溫(wen)使(shi)鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體(ti)。要使(shi)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融，必(bi)須消耗大(da)量(liang)的熱(re)能，以克服離子間的引力。通過(guo)強大(da)電弧產生(sheng)高溫(wen)而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的方法(fa)叫做電弧熔(rong)(rong)融法(fa)。這個融化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程一般包括熱(re)的傳(chuan)導、脫水(shui)、脫碳(tan)、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)(jing)、晶(jing)(jing)體(ti)長大(da)等一系列物(wu)理(li)化(hua)(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)(hua)的過(guo)程。

①脫(tuo)水過程。用(yong)水鎂石(shi)作原料(liao)有一脫(tuo)水過程。水鎂石(shi)的主要成分是氫氧化(hua)鎂Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)水過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)過程。用(yong)菱(ling)鎂礦作為原料時有一(yi)(yi)個(ge)脫碳(tan)(tan)過程，脫碳(tan)(tan)過程包(bao)括兩個(ge)方面。一(yi)(yi)方面是菱(ling)鎂礦石的(de)熱(re)分(fen)解，菱(ling)鎂礦石的(de)主要成分(fen)是碳(tan)(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于(yu)在(zai)電熔(rong)過程(cheng)中往往在(zai)原料氧(yang)化鎂中加入石(shi)墨(mo)粉末添加物(助劑)，在(zai)電熔(rong)爐起動過程(cheng)中需在(zai)三(san)電極(石(shi)墨(mo)電極)的下端用石(shi)墨(mo)粉末鋪成三(san)角形或星形導線路，在(zai)通(tong)電過程(cheng)中受熱燒(shao)損或完全燃燒(shao)除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離子和氧(yang)(yang)離子在強電(dian)弧(hu)產生的熱(re)能作(zuo)用下，克服(fu)單(dan)晶(jing)體(ti)中的晶(jing)格能的束(shu)縛，變成能自由運動的過(guo)程(cheng)。也就是說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加(jia)熱(re)到一(yi)定溫度(du)(熔(rong)(rong)點(dian))就會由固體(ti)變成液體(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)。在這一(yi)過(guo)程(cheng)中需消(xiao)(xiao)耗(hao)大量的電(dian)能。據電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生產者(zhe)對(dui)用水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料生產電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的熱(re)平衡的衡算，熱(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)的比(bi)例(li)如下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)體(ti)生成熱(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生成熱(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)(que)水(shui)(shui)耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)(que)爐殼(ke)的水(shui)(shui)耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散(san)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能損失(shi)值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據可以看(kan)出，在電(dian)熔(rong)(rong)