電(dian)弧熔爐生產(chan)電(dian)熔氧化鎂的工藝流程主(zhu)要(yao)包(bao)括：原料配料、電(dian)弧熔融、破碎(sui)、選(xuan)別(bie)、粉碎(sui)、篩別(bie)、磁選(xuan)、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富的優質(zhi)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)(shi)，氧化鎂(mei)(mei)含量高，又易于開采(cai)，因此，被(bei)廣泛(fan)用作電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)的原料(liao)。采(cai)用菱(ling)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)作原料(liao)，碳(tan)酸鎂(mei)(mei)分解產(chan)生CO2氣體，由于有(you)大(da)量氣體從爐內排出(chu)影響著電(dian)熔(rong)過程的進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔氧化(hua)鎂的(de)結晶帶(dai)的(de)形成(cheng)均有不利影(ying)響，由于大量塵(chen)料飛損，使物料損耗和能量消耗增高(gao)，也惡化(hua)了(le)車間生產環(huan)境。但(dan)由于優質(zhi)菱鎂礦石容(rong)易獲得(de)，價格很低(di)廉，所以，仍(reng)是我國(guo)電熔氧化(hua)鎂用(yong)得(de)最(zui)多最(zui)廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石中氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)含量高低和化學成(cheng)分(fen)直(zhi)接影響到電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)量，同時在電熔過程中也直(zhi)接影響到電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)得到的(de)品級比(bi)例，因此，為了保(bao)證電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)量和品級比(bi)例，必須對(dui)各種礦(kuang)石進行適當的(de)配(pei)比(bi)后進行熔煉(lian)。

②水鎂(mei)石(shi)(shi)。我國的遼(liao)寧省水鎂(mei)石(shi)(shi)的礦(kuang)源非(fei)常豐(feng)富，水鎂(mei)石(shi)(shi)中氧化(hua)鎂(mei)含量高于(yu)菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)。它也(ye)是一(yi)種(zhong)制造電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)的原料(liao)，部分(fen)地區水鎂(mei)石(shi)(shi)的化(hua)學成分(fen)見表(biao)2。

表(biao)2水鎂石的化學(xue)成分/%

③輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)。以(yi)(yi)輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)作為電熔(rong)(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)原料，可以(yi)(yi)使生產環境得到改(gai)善，可以(yi)(yi)降低運輸費用。由(you)于(yu)電熔(rong)(rong)時排出氣體(ti)少，成分(fen)也(ye)較均(jun)勻，對(dui)提(ti)高電熔(rong)(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)質量有利。

我(wo)國有一些電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)以(yi)(yi)輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)制成球(qiu)料入爐(lu)電(dian)熔(rong)。輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)氧化(hua)(hua)鎂(mei)含量達到98%，以(yi)(yi)此料能生產出白色大結晶電(dian)熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于成球(qiu)費用高，影響生產成本。目(mu)前，有的(de)廠家采用反射爐(lu)輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)，以(yi)(yi)一定的(de)粒度(du)加(jia)入熔(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質量比(bi)用菱鎂(mei)礦石好，成本又比(bi)用球(qiu)料作原料時便宜，因而(er)得(de)到了一定的(de)推(tui)廣。

④燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了(le)某些(xie)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)特殊要求，有(you)時(shi)必須在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)過程中采用(yong)燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料，如采用(yong)海(hai)水鎂(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料，一般(ban)首先(xian)利用(yong)處理海(hai)水和石灰乳作(zuo)用(yong)生(sheng)產氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)，將氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)煅燒(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。用(yong)其他方(fang)法也可以制得輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(詳(xiang)見工業(ye)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)制取方(fang)法)，采用(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原(yuan)料生(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究(jiu)認為(wei)(wei)，極少量的(de)(de)雜(za)質氣體(相(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)(jing)體的(de)(de)雜(za)質，可明顯(xian)影響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)長大(da)。因(yin)為(wei)(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)在于(yu)增(zeng)加晶(jing)(jing)界(jie)運動所需的(de)(de)能(neng)量。當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)第二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)體能(neng)量降低(di)，其降低(di)量與(yu)第二相(xiang)(xiang)橫截面積成正比，所以必須提高晶(jing)(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)才能(neng)離開第二相(xiang)(xiang)繼(ji)續運動。并且(qie)當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)第二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)第二相(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)必須變形(xing)，第二相(xiang)(xiang)數量愈(yu)多，晶(jing)(jing)粒長大(da)的(de)(de)極限尺寸愈(yu)小。

另一方面為了降低電(dian)熔凝氧化鎂(mei)的顯(xian)氣孔率，也應盡量減少(shao)原料氧化鎂(mei)的氣體排(pai)出，因此，采(cai)用燒(shao)結鎂(mei)砂電(dian)熔有(you)其(qi)顯(xian)著優點。

⑤電熔(rong)氧化(hua)鎂單晶的(de)化(hua)學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)(xing)是同原子(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)的量(liang)(liang)子(zi)(zi)力學本(ben)性(xing)(xing)如離(li)(li)子(zi)(zi)半徑的尺寸(cun)，離(li)(li)子(zi)(zi)的電(dian)位數值，離(li)(li)子(zi)(zi)的電(dian)子(zi)(zi)外層(ceng)結構等(deng)相關聯(lian)。而(er)氧(yang)化(hua)鎂的離(li)(li)子(zi)(zi)尺寸(cun)、質(zhi)量(liang)(liang)和(he)(he)電(dian)荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)和(he)(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)之間的結合特性(xing)(xing)和(he)(he)強(qiang)度、離(li)(li)子(zi)(zi)的極化(hua)作用、結晶構造等(deng)決定它是一(yi)高熔點(dian)化(hua)合物。

氧化鎂的(de)熔點(dian)和結(jie)構參(can)數(shu)：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結(jie)構類型(xing)NaCl;配位(wei)數(shu)6;有效配位(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制(zhi)造的(de)最重要過(guo)(guo)程是由各種鎂(mei)質原料(liao)，通過(guo)(guo)各種形式(shi)的(de)加熱方法產生(sheng)高溫使鎂(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)體。要使氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)融(rong)，必須消耗(hao)大(da)(da)量的(de)熱能，以克服(fu)離(li)子(zi)間(jian)的(de)引力(li)。通過(guo)(guo)強大(da)(da)電弧產生(sheng)高溫而(er)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)方法叫做電弧熔(rong)融(rong)法。這個(ge)融(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程一般(ban)包括(kuo)熱的(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳(tan)、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)、析(xi)晶、晶體長大(da)(da)等(deng)一系(xi)列物理化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的(de)過(guo)(guo)程。

①脫水(shui)(shui)(shui)過(guo)程(cheng)(cheng)。用(yong)水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)石作原料有一脫水(shui)(shui)(shui)過(guo)程(cheng)(cheng)。水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)石的主要成分是氫(qing)氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)(shui)(shui)過(guo)程(cheng)(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)碳過程。用菱鎂(mei)礦作為(wei)原料時有(you)一個脫(tuo)(tuo)碳過程，脫(tuo)(tuo)碳過程包括兩(liang)個方面。一方面是(shi)菱鎂(mei)礦石(shi)的熱分解，菱鎂(mei)礦石(shi)的主要成分是(shi)碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在電(dian)熔(rong)過程中往往在原料氧化(hua)鎂中加(jia)入石墨(mo)粉末添加(jia)物(助(zhu)劑)，在電(dian)熔(rong)爐起動過程中需在三電(dian)極(石墨(mo)電(dian)極)的下(xia)端用(yong)石墨(mo)粉末鋪(pu)成三角形或星形導線路，在通電(dian)過程中受(shou)熱(re)燒損(sun)或完全燃燒除去(qu)石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)過(guo)程(cheng)。熔化(hua)過(guo)程(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)離子(zi)和(he)氧(yang)(yang)離子(zi)在(zai)(zai)強(qiang)電弧產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)能作用(yong)(yong)下，克服單晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)格能的(de)(de)(de)束縛，變(bian)成能自由運動(dong)的(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)。也就是說，氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)加(jia)熱(re)(re)(re)到一(yi)定溫(wen)度(熔點(dian))就會(hui)由固體(ti)(ti)變(bian)成液(ye)體(ti)(ti)，叫熔化(hua)。在(zai)(zai)這一(yi)過(guo)程(cheng)中(zhong)需消(xiao)(xiao)耗(hao)大量的(de)(de)(de)電能。據電熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)生(sheng)(sheng)產者對用(yong)(yong)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石作原料生(sheng)(sheng)產電熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡(heng)(heng)的(de)(de)(de)衡(heng)(heng)算，熱(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)的(de)(de)(de)比例如(ru)下：氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)值34.9%，渣皮(pi)消(xiao)(xiao)耗(hao)熱(re)(re)(re)值15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)耗(hao)值3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)值8.4%，冷卻爐(lu)(lu)殼(ke)的(de)(de)(de)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)值7.9%，爐(lu)(lu)子(zi)表面散熱(re)(re)(re)值6.4%，煙氣(qi)帶走熱(re)(re)(re)值28.8%。電能損(sun)失值3.2%，從這些統計(ji)數據可以看出(chu)，在(zai)(zai)電熔