電(dian)(dian)弧熔爐生產電(dian)(dian)熔氧化鎂的(de)工(gong)藝(yi)流程(cheng)主要包括(kuo)：原料(liao)配料(liao)、電(dian)(dian)弧熔融、破(po)碎、選(xuan)別、粉碎、篩別、磁選(xuan)、分類包裝等。

(1)原料

我(wo)國有豐富的優質菱鎂(mei)礦石(shi)，氧化(hua)鎂(mei)含(han)量高(gao)，又易于開(kai)采(cai)，因此，被廣泛用作(zuo)電熔氧化(hua)鎂(mei)的原料。采(cai)用菱鎂(mei)石(shi)作(zuo)原料，碳(tan)酸(suan)鎂(mei)分解產生CO2氣(qi)(qi)體，由(you)于有大量氣(qi)(qi)體從爐內排(pai)出影響著(zhu)電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的結晶(jing)帶的形成(cheng)均(jun)有不利影響，由于(yu)大量塵料(liao)飛損(sun)，使物(wu)料(liao)損(sun)耗和能量消耗增高，也惡化(hua)了車間(jian)生(sheng)產(chan)環(huan)境。但由于(yu)優(you)質菱鎂(mei)礦石(shi)容易獲得，價(jia)格很低(di)廉，所以(yi)，仍(reng)是我國電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)用得最多(duo)最廣泛的原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)中氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)含量高低和化(hua)學成分(fen)直接影(ying)(ying)響到電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量，同(tong)時在電熔(rong)(rong)過程(cheng)中也(ye)直接影(ying)(ying)響到電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)得到的(de)品級比例，因此(ci)，為了保證電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量和品級比例，必須對各(ge)種礦(kuang)石(shi)進行(xing)適(shi)當的(de)配比后進行(xing)熔(rong)(rong)煉。

②水鎂石(shi)。我國的遼(liao)寧(ning)省水鎂石(shi)的礦源非(fei)常豐富，水鎂石(shi)中氧化鎂含量高于菱鎂礦石(shi)。它也(ye)是(shi)一(yi)種(zhong)制(zhi)造電熔凝(ning)氧化鎂的原(yuan)料，部分地區水鎂石(shi)的化學(xue)成(cheng)分見表(biao)2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕燒氧(yang)化(hua)鎂。以(yi)輕燒氧(yang)化(hua)鎂作(zuo)為電(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂原料，可以(yi)使(shi)生產環境得到改善，可以(yi)降低(di)運輸(shu)費用。由于電(dian)熔(rong)(rong)(rong)時排(pai)出氣(qi)體少，成分也較均(jun)勻，對提高電(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂質(zhi)量有利。

我國(guo)有一些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以(yi)輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制成(cheng)(cheng)球料(liao)入(ru)爐(lu)電(dian)熔(rong)。輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量達到98%，以(yi)此料(liao)能(neng)生產出白色大結晶電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)(cheng)球費(fei)用高(gao)，影響(xiang)生產成(cheng)(cheng)本(ben)。目前，有的廠家采用反(fan)射爐(lu)輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以(yi)一定的粒度加(jia)入(ru)熔(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的質量比(bi)用菱鎂(mei)礦石(shi)好，成(cheng)(cheng)本(ben)又(you)比(bi)用球料(liao)作原料(liao)時便宜，因而得(de)到了一定的推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了某(mou)些電熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)特(te)殊要求，有(you)時(shi)必須(xu)在電熔過程中采(cai)用(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電熔原(yuan)料，如采(cai)用(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電熔原(yuan)料，一般首先(xian)利(li)用(yong)(yong)處理海水和石灰乳(ru)作(zuo)用(yong)(yong)生(sheng)產氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成(cheng)輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其(qi)他(ta)方法(fa)也可以(yi)制得輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)制取方法(fa))，采(cai)用(yong)(yong)輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原(yuan)料生(sheng)產電熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉(la)特(te)爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)，極少量(liang)的(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)(jing)體的(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)，可明顯(xian)影響晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)長大。因(yin)為(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)在于增加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)運動所需的(de)(de)(de)能量(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)體能量(liang)降(jiang)低，其(qi)降(jiang)低量(liang)與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截面(mian)積成(cheng)正比，所以(yi)必須(xu)提(ti)高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)能，晶(jing)(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)(jing)界(jie)與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截面(mian)積相(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)必須(xu)變(bian)形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)(jing)粒長大的(de)(de)(de)極限尺寸愈(yu)小。

另一方(fang)面為(wei)了降低電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)鎂的顯氣孔率，也應盡量減少原(yuan)料氧化(hua)鎂的氣體(ti)排出，因此，采用燒結鎂砂電(dian)熔有(you)其(qi)顯著優點。

⑤電熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)單晶的化(hua)(hua)學(xue)原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是(shi)同原子(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)的(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)力(li)學本性(xing)如(ru)離子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺寸(cun)，離子(zi)(zi)(zi)的(de)電位數值(zhi)，離子(zi)(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)(zi)外層結(jie)構等相關(guan)聯。而氧化鎂的(de)離子(zi)(zi)(zi)尺寸(cun)、質量(liang)和(he)電荷(he)、陽離子(zi)(zi)(zi)和(he)陰離子(zi)(zi)(zi)之間(jian)的(de)結(jie)合特(te)性(xing)和(he)強度(du)、離子(zi)(zi)(zi)的(de)極化作用(yong)、結(jie)晶構造(zao)等決定它是(shi)一高熔點化合物。

氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)熔點和結構參數(shu)：陽離子半(ban)(ban)徑0.074mm;陰離子半(ban)(ban)徑0.53mm;結構類型NaCl;配位(wei)數(shu)6;有效配位(wei)數(shu)8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)(dian)熔凝氧化(hua)鎂制造(zao)的(de)最重要過(guo)(guo)(guo)程(cheng)是由(you)各(ge)種鎂質(zhi)原料(liao)，通過(guo)(guo)(guo)各(ge)種形式的(de)加熱方(fang)法(fa)產生高溫(wen)使(shi)鎂質(zhi)材料(liao)(MgO)熔化(hua)，變成氧化(hua)鎂熔體。要使(shi)氧化(hua)鎂熔融，必須(xu)消耗大量的(de)熱能(neng)，以(yi)克服(fu)離(li)子間的(de)引(yin)力。通過(guo)(guo)(guo)強大電(dian)(dian)弧(hu)產生高溫(wen)而(er)熔化(hua)氧化(hua)鎂的(de)方(fang)法(fa)叫(jiao)做電(dian)(dian)弧(hu)熔融法(fa)。這個融化(hua)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)一般包括熱的(de)傳(chuan)導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔化(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大等一系(xi)列物理化(hua)學變化(hua)的(de)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)水過(guo)(guo)程。用水鎂石作原料有(you)一(yi)脫(tuo)水過(guo)(guo)程。水鎂石的主(zhu)要成分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水過(guo)(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)。用(yong)菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)作為原料(liao)時有一(yi)個脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)包括兩個方面。一(yi)方面是(shi)菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)石的熱分(fen)解，菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)石的主要成(cheng)分(fen)是(shi)碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于在(zai)電熔(rong)過程(cheng)中(zhong)往往在(zai)原料氧化鎂(mei)中(zhong)加入石(shi)墨粉(fen)末(mo)添加物(助劑(ji))，在(zai)電熔(rong)爐起(qi)動過程(cheng)中(zhong)需在(zai)三電極(石(shi)墨電極)的下端用石(shi)墨粉(fen)末(mo)鋪成三角形或星(xing)形導線(xian)路，在(zai)通電過程(cheng)中(zhong)受熱(re)燒損或完全燃燒除(chu)去(qu)石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)即氧化(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離(li)子和氧離(li)子在(zai)強電(dian)弧產生(sheng)的(de)熱(re)(re)(re)能(neng)作用(yong)下(xia)，克服單晶(jing)體中(zhong)的(de)晶(jing)格能(neng)的(de)束縛，變(bian)成(cheng)能(neng)自由運動的(de)過(guo)程(cheng)。也就是說，氧化(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)到一(yi)定溫度(熔(rong)(rong)點)就會由固體變(bian)成(cheng)液體，叫熔(rong)(rong)化(hua)。在(zai)這一(yi)過(guo)程(cheng)中(zhong)需消耗(hao)大(da)量(liang)的(de)電(dian)能(neng)。據電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)生(sheng)產者對用(yong)水鎂(mei)石作原料生(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)的(de)熱(re)(re)(re)平(ping)衡(heng)的(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)消耗(hao)的(de)比例如下(xia)：氧化(hua)鎂(mei)晶(jing)體生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)消耗(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)水耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表(biao)面散(san)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失(shi)值(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這些統計數據可以看出，在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)