電(dian)弧(hu)熔爐生產電(dian)熔氧化鎂的(de)工藝流程主要包(bao)括(kuo)：原料配(pei)料、電(dian)弧(hu)熔融、破碎(sui)(sui)、選別(bie)、粉碎(sui)(sui)、篩(shai)別(bie)、磁選、分類(lei)包(bao)裝等(deng)。

(1)原料

我(wo)國有(you)豐富的(de)優質菱(ling)鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量高(gao)，又易于開采(cai)，因此，被廣泛用(yong)作電(dian)熔氧化鎂(mei)的(de)原(yuan)料。采(cai)用(yong)菱(ling)鎂(mei)石作原(yuan)料，碳酸鎂(mei)分(fen)解產生CO2氣體，由于有(you)大量氣體從(cong)爐內(nei)排出影(ying)響(xiang)著電(dian)熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂(mei)的(de)(de)結晶(jing)帶的(de)(de)形(xing)成均有不利影響，由于大量塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗和能量消耗增高，也惡(e)化了車(che)間生產環境。但(dan)由于優質菱鎂(mei)礦石容(rong)易獲得，價格很(hen)低廉，所以，仍是(shi)我國電熔氧化鎂(mei)用得最(zui)多(duo)最(zui)廣泛的(de)(de)原料(liao)。

(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)含量高低和化(hua)學成分直接影(ying)響(xiang)到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量，同時在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)過程(cheng)中也(ye)直接影(ying)響(xiang)到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)得到(dao)的(de)品級比(bi)例，因此，為(wei)了(le)保證電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量和品級比(bi)例，必須對各種礦石(shi)進(jin)行適當的(de)配(pei)比(bi)后進(jin)行熔(rong)(rong)煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)。我(wo)國的遼寧(ning)省(sheng)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)的礦源非常(chang)豐(feng)富，水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)含(han)量(liang)高于(yu)菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦石(shi)。它也是一種(zhong)制造電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的原料，部分地(di)區(qu)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)的化(hua)學(xue)成分見表(biao)2。

表2水(shui)鎂石的化學(xue)成分(fen)/%

③輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。以(yi)輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作為電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)原料，可以(yi)使(shi)生(sheng)產環(huan)境(jing)得到改善，可以(yi)降(jiang)低運輸(shu)費用。由于電(dian)熔(rong)時排出氣體(ti)少，成分也較(jiao)均勻，對(dui)提高電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)質量有利。

我國有一些電(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)以輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)制(zhi)成(cheng)(cheng)球料(liao)(liao)入(ru)爐電(dian)(dian)熔。輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)含量(liang)達到(dao)98%，以此料(liao)(liao)能生產(chan)出白色(se)大結(jie)晶電(dian)(dian)熔氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)。但由于成(cheng)(cheng)球費用(yong)(yong)高，影(ying)響生產(chan)成(cheng)(cheng)本。目前，有的(de)廠家采用(yong)(yong)反(fan)射爐輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)，以一定的(de)粒度(du)加入(ru)熔爐電(dian)(dian)熔，電(dian)(dian)熔氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)質量(liang)比用(yong)(yong)菱鎂(mei)礦石好，成(cheng)(cheng)本又比用(yong)(yong)球料(liao)(liao)作原料(liao)(liao)時便宜，因而得到(dao)了(le)一定的(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂。為了某(mou)些電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)特(te)殊要(yao)求，有時必(bi)須在電熔過程中采(cai)用(yong)(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為電熔原料，如采(cai)用(yong)(yong)(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為電熔原料，一般首先(xian)利用(yong)(yong)(yong)處理海水(shui)和石灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)生(sheng)產氫氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將(jiang)氫氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)(yong)其(qi)他方(fang)法(fa)(fa)也(ye)可(ke)以(yi)制得輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳(xiang)見工業(ye)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)制取(qu)方(fang)法(fa)(fa))，采(cai)用(yong)(yong)(yong)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為原料生(sheng)產電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉(la)特(te)爾(Ruttere)等(deng)研究認為，極少(shao)量的(de)雜質氣體(ti)(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)雜質，可(ke)明顯(xian)影(ying)響晶(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)長大。因為雜質相(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)在于增(zeng)加(jia)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)運動所(suo)需的(de)能(neng)量。當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)(yu)(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)體(ti)能(neng)量降低，其(qi)降低量與(yu)(yu)(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面積成正比，所(suo)以(yi)必(bi)須提高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)才能(neng)離開(kai)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)(yu)(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與(yu)(yu)(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)必(bi)須變形，第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)數量愈多(duo)，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)長大的(de)極限(xian)尺寸愈小(xiao)。

另(ling)一方(fang)面(mian)為了降低電熔凝氧化鎂的(de)顯氣孔率，也應盡量減(jian)少原(yuan)料氧化鎂的(de)氣體排出，因此，采(cai)用燒(shao)結鎂砂(sha)電熔有其顯著優點。

⑤電熔氧化鎂單(dan)晶的化學原料質量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特(te)性是同原子(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)力學(xue)本(ben)性如離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)半徑(jing)的(de)(de)(de)尺寸，離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電位數值，離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)外層結構等相(xiang)關聯(lian)。而(er)氧化鎂的(de)(de)(de)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)尺寸、質量和(he)電荷、陽離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)陰(yin)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)之(zhi)間的(de)(de)(de)結合特(te)性和(he)強度(du)、離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)極(ji)化作用、結晶(jing)構造等決(jue)定它是一高(gao)熔(rong)點(dian)化合物(wu)。

氧化(hua)鎂的熔(rong)點(dian)和(he)結構參數(shu)：陽離子半(ban)(ban)徑(jing)0.074mm;陰離子半(ban)(ban)徑(jing)0.53mm;結構類(lei)型(xing)NaCl;配位(wei)數(shu)6;有效配位(wei)數(shu)8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)2800℃。

電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)(de)(de)最重要過(guo)程是由(you)各種(zhong)鎂(mei)質原(yuan)料，通過(guo)各種(zhong)形式的(de)(de)(de)(de)加熱(re)(re)方法(fa)(fa)產(chan)生高溫(wen)使(shi)(shi)鎂(mei)質材(cai)料(MgO)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)，變(bian)成氧化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)(rong)體。要使(shi)(shi)氧化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)，必須消耗大(da)量的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)能，以克服離子間的(de)(de)(de)(de)引(yin)力。通過(guo)強大(da)電(dian)(dian)弧產(chan)生高溫(wen)而熔(rong)(rong)(rong)化(hua)氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)方法(fa)(fa)叫做電(dian)(dian)弧熔(rong)(rong)(rong)融(rong)法(fa)(fa)。這個融(rong)化(hua)過(guo)程一般包括熱(re)(re)的(de)(de)(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)(rong)化(hua)、析晶、晶體長大(da)等一系(xi)列物理化(hua)學變(bian)化(hua)的(de)(de)(de)(de)過(guo)程。

①脫水過(guo)程(cheng)。用水鎂(mei)石(shi)(shi)作(zuo)原料有(you)一脫水過(guo)程(cheng)。水鎂(mei)石(shi)(shi)的主(zhu)要成分是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水過(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過(guo)程。用(yong)菱鎂(mei)礦作為原料時有一個(ge)脫碳(tan)過(guo)程，脫碳(tan)過(guo)程包括兩個(ge)方面。一方面是菱鎂(mei)礦石的(de)熱(re)分解，菱鎂(mei)礦石的(de)主(zhu)要成分是碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由于在(zai)(zai)電(dian)熔過程中往(wang)往(wang)在(zai)(zai)原料氧(yang)化鎂中加(jia)入(ru)石(shi)墨(mo)(mo)粉(fen)末(mo)添加(jia)物(助劑)，在(zai)(zai)電(dian)熔爐(lu)起動過程中需在(zai)(zai)三(san)電(dian)極(ji)(石(shi)墨(mo)(mo)電(dian)極(ji))的下端用石(shi)墨(mo)(mo)粉(fen)末(mo)鋪(pu)成三(san)角形或星形導線路，在(zai)(zai)通電(dian)過程中受熱燒(shao)損或完全(quan)燃(ran)燒(shao)除去石(shi)墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化過(guo)程(cheng)(cheng)。熔(rong)化過(guo)程(cheng)(cheng)即氧化鎂中鎂離子(zi)和氧離子(zi)在強(qiang)電(dian)(dian)(dian)弧產(chan)生(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)(re)能作(zuo)用下，克(ke)服單晶(jing)體中的(de)(de)晶(jing)格(ge)能的(de)(de)束縛，變(bian)成(cheng)能自由運動的(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)。也就是說(shuo)，氧化鎂加熱(re)(re)(re)到(dao)一定溫度(du)(熔(rong)點)就會由固(gu)體變(bian)成(cheng)液(ye)體，叫熔(rong)化。在這一過(guo)程(cheng)(cheng)中需消耗(hao)(hao)(hao)大量的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)能。據電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧化鎂生(sheng)產(chan)者(zhe)對用水鎂石(shi)作(zuo)原料生(sheng)產(chan)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧化鎂的(de)(de)熱(re)(re)(re)平(ping)衡(heng)的(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)(hao)的(de)(de)比(bi)例如下：氧化鎂晶(jing)體生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮消耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐(lu)殼的(de)(de)水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表面散(san)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣(qi)帶(dai)走熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)(dian)能損失(shi)值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計(ji)數據可以看出，在電(dian)(dian)(dian)熔(rong)