電弧熔爐生產電熔氧化鎂(mei)的(de)工藝流程(cheng)主(zhu)要包括(kuo)：原料配(pei)料、電弧熔融、破碎(sui)、選(xuan)別、粉碎(sui)、篩別、磁選(xuan)、分類(lei)包裝等。

(1)原料

我(wo)國有(you)豐富(fu)的優質菱鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量(liang)高(gao)，又易于開采，因此(ci)，被廣泛用(yong)作(zuo)電熔氧化鎂(mei)的原料(liao)。采用(yong)菱鎂(mei)石作(zuo)原料(liao)，碳(tan)酸(suan)鎂(mei)分解(jie)產(chan)生(sheng)CO2氣(qi)體，由(you)于有(you)大量(liang)氣(qi)體從爐內排出影響著電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)鎂的結晶帶的形(xing)成(cheng)均有不利影響，由于大(da)量塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗和能(neng)量消耗增高，也惡化(hua)了車間生產環境。但由于優質菱鎂礦石容易獲(huo)得(de)，價格很低(di)廉，所(suo)以，仍是我(wo)國電熔氧化(hua)鎂用得(de)最多(duo)最廣(guang)泛(fan)的原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)石中氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)含(han)量高(gao)低(di)和(he)化學成分(fen)直(zhi)接影(ying)響(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)質(zhi)量，同時在電(dian)熔(rong)過程中也直(zhi)接影(ying)響(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)得到(dao)的(de)(de)品級比例(li)，因此，為(wei)了保(bao)證電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)質(zhi)量和(he)品級比例(li)，必須對各(ge)種礦(kuang)石進行(xing)適當(dang)的(de)(de)配比后進行(xing)熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)。我國(guo)的(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)的(de)礦源非(fei)常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)中氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦石(shi)。它(ta)也是(shi)一種制(zhi)造電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)原料(liao)，部(bu)分地區(qu)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)的(de)化(hua)學成分見表2。

表2水鎂(mei)石(shi)的化學成分/%

③輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)。以輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)作為(wei)電熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)原料，可以使(shi)生(sheng)產環(huan)境(jing)得(de)到改善，可以降低(di)運輸費用。由于電熔時排出(chu)氣體少，成(cheng)分也較(jiao)均(jun)勻(yun)，對提高電熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)質量有利。

我(wo)國有一些電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制成(cheng)球(qiu)料(liao)入爐電熔(rong)(rong)。輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量達到98%，以此料(liao)能生(sheng)(sheng)產(chan)出(chu)白色(se)大結晶(jing)電熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)費用(yong)高，影響生(sheng)(sheng)產(chan)成(cheng)本(ben)。目前，有的(de)廠(chang)家采用(yong)反射爐輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以一定的(de)粒度加入熔(rong)(rong)爐電熔(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質量比用(yong)菱鎂(mei)礦石好，成(cheng)本(ben)又比用(yong)球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜(yi)，因而(er)得到了一定的(de)推廣。

④燒結(jie)鎂砂。為(wei)了某些電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)特殊要求(qiu)，有時必須(xu)在(zai)(zai)電熔(rong)過程(cheng)中采用(yong)(yong)燒結(jie)鎂砂作(zuo)(zuo)為(wei)電熔(rong)原(yuan)(yuan)料(liao)，如采用(yong)(yong)海(hai)(hai)水(shui)鎂砂作(zuo)(zuo)為(wei)電熔(rong)原(yuan)(yuan)料(liao)，一(yi)般(ban)首(shou)先利用(yong)(yong)處理海(hai)(hai)水(shui)和(he)(he)石(shi)灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)生產氫氧化(hua)(hua)鎂，將氫氧化(hua)(hua)鎂煅燒成輕燒氧化(hua)(hua)鎂。用(yong)(yong)其(qi)他方法也(ye)可以制得輕燒氧化(hua)(hua)鎂(詳見工業氧化(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)制取方法)，采用(yong)(yong)輕燒氧化(hua)(hua)鎂作(zuo)(zuo)為(wei)原(yuan)(yuan)料(liao)生產電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂。奧絲脫(AusT)和(he)(he)拉特爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極少量(liang)的(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)(zhi)氣體(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)(jing)體的(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)(zhi)，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)(de)長(chang)(chang)大(da)(da)。因(yin)為(wei)雜(za)質(zhi)(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)在(zai)(zai)于增(zeng)加晶(jing)(jing)(jing)界運動所需的(de)(de)(de)能量(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)體能量(liang)降低，其(qi)降低量(liang)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截面積(ji)成正比，所以必須(xu)提高晶(jing)(jing)(jing)界能，晶(jing)(jing)(jing)界才能離(li)開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼續運動。并(bing)且當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截面積(ji)相(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界必須(xu)變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)長(chang)(chang)大(da)(da)的(de)(de)(de)極限尺(chi)寸愈小。

另(ling)一方面為了降低電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的顯(xian)氣孔(kong)率，也應盡量減少原料氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的氣體排(pai)出，因此，采(cai)用燒結鎂(mei)砂電熔有其顯(xian)著優(you)點(dian)。

⑤電熔氧化(hua)(hua)鎂單晶的化(hua)(hua)學(xue)原料質(zhi)量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)(xing)是同(tong)原子(zi)和(he)分子(zi)的(de)量(liang)子(zi)力(li)學本(ben)性(xing)(xing)如離(li)子(zi)半徑(jing)的(de)尺寸，離(li)子(zi)的(de)電(dian)位數值，離(li)子(zi)的(de)電(dian)子(zi)外層結構(gou)等(deng)相(xiang)關聯。而氧化(hua)鎂的(de)離(li)子(zi)尺寸、質量(liang)和(he)電(dian)荷、陽離(li)子(zi)和(he)陰(yin)離(li)子(zi)之間的(de)結合(he)特性(xing)(xing)和(he)強(qiang)度、離(li)子(zi)的(de)極化(hua)作用、結晶構(gou)造等(deng)決(jue)定它(ta)是一高熔點化(hua)合(he)物。

氧化(hua)鎂(mei)的(de)熔點(dian)和結構參數(shu)(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)(shu)6;有效配位(wei)數(shu)(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制造的最重要過(guo)(guo)(guo)程(cheng)是由各種鎂(mei)(mei)(mei)質(zhi)原料，通過(guo)(guo)(guo)各種形式(shi)的加熱(re)(re)方法產(chan)(chan)生高(gao)溫使鎂(mei)(mei)(mei)質(zhi)材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)體。要使氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)融(rong)，必須消耗大(da)量(liang)的熱(re)(re)能，以克(ke)服離子間的引力(li)。通過(guo)(guo)(guo)強(qiang)大(da)電(dian)弧(hu)產(chan)(chan)生高(gao)溫而(er)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的方法叫做電(dian)弧(hu)熔(rong)(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)一般(ban)包(bao)括(kuo)熱(re)(re)的傳(chuan)導、脫(tuo)(tuo)水、脫(tuo)(tuo)碳(tan)、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)、析(xi)晶(jing)、晶(jing)體長大(da)等一系列物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的過(guo)(guo)(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)(shui)過程(cheng)。用(yong)水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)作原料(liao)有一脫水(shui)(shui)過程(cheng)。水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)主(zhu)要成分是(shi)氫氧(yang)化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)(shui)過程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過(guo)程(cheng)。用菱(ling)鎂礦作為原料時(shi)有(you)一(yi)個(ge)脫碳(tan)過(guo)程(cheng)，脫碳(tan)過(guo)程(cheng)包括(kuo)兩(liang)個(ge)方面(mian)。一(yi)方面(mian)是(shi)菱(ling)鎂礦石(shi)的(de)熱分解(jie)，菱(ling)鎂礦石(shi)的(de)主要成分是(shi)碳(tan)酸(suan)鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方(fang)面，由于在(zai)(zai)(zai)電(dian)(dian)熔(rong)過(guo)程(cheng)(cheng)中往往在(zai)(zai)(zai)原料氧化(hua)鎂(mei)中加入(ru)石(shi)(shi)墨粉末添加物(助劑)，在(zai)(zai)(zai)電(dian)(dian)熔(rong)爐起(qi)動過(guo)程(cheng)(cheng)中需在(zai)(zai)(zai)三電(dian)(dian)極(ji)(石(shi)(shi)墨電(dian)(dian)極(ji))的下端用(yong)石(shi)(shi)墨粉末鋪成三角形或(huo)星形導線路，在(zai)(zai)(zai)通電(dian)(dian)過(guo)程(cheng)(cheng)中受熱燒(shao)損或(huo)完全(quan)燃燒(shao)除去石(shi)(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過程(cheng)。熔(rong)化(hua)過程(cheng)即氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂中鎂離(li)子和氧(yang)(yang)(yang)(yang)離(li)子在(zai)強電(dian)(dian)弧(hu)產生的熱(re)(re)能(neng)(neng)作(zuo)用下，克(ke)服單晶(jing)(jing)體(ti)(ti)中的晶(jing)(jing)格能(neng)(neng)的束(shu)縛，變成能(neng)(neng)自(zi)由運動的過程(cheng)。也就(jiu)是說，氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂加(jia)熱(re)(re)到(dao)一定溫度(熔(rong)點)就(jiu)會由固體(ti)(ti)變成液體(ti)(ti)，叫熔(rong)化(hua)。在(zai)這一過程(cheng)中需消(xiao)(xiao)耗(hao)大量的電(dian)(dian)能(neng)(neng)。據(ju)電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂生產者(zhe)對用水鎂石作(zuo)原料(liao)生產電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂的熱(re)(re)平衡的衡算，熱(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)的比(bi)例如下：氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂晶(jing)(jing)體(ti)(ti)生成熱(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)(xiao)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂(sha)生成熱(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的水耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面(mian)散熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)(neng)損(sun)失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這些統計數據(ju)可以看出，在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)