電弧熔爐生產電熔氧化鎂的工(gong)藝流程主(zhu)要包括：原料(liao)配(pei)料(liao)、電弧熔融、破碎、選別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選、分類包裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富的優質菱鎂(mei)礦石(shi)，氧(yang)化(hua)鎂(mei)含(han)量高，又(you)易于開采(cai)，因此，被廣泛(fan)用作(zuo)電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)的原(yuan)料。采(cai)用菱鎂(mei)石(shi)作(zuo)原(yuan)料，碳酸鎂(mei)分解產(chan)生CO2氣(qi)體(ti)，由于有(you)大量氣(qi)體(ti)從爐內(nei)排出影響(xiang)著電(dian)熔過程(cheng)的進(jin)行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)結晶(jing)帶的(de)形(xing)成均有(you)不(bu)利影響(xiang)，由于(yu)大量塵料(liao)飛損(sun)，使物料(liao)損(sun)耗和(he)能量消(xiao)耗增高，也惡化(hua)了(le)車間生產環境。但由于(yu)優質菱鎂(mei)礦石(shi)容易獲得(de)，價格很低廉(lian)，所以，仍(reng)是我國電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)用(yong)得(de)最多最廣泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)石中氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)含量(liang)高低和化(hua)學成分直接影響(xiang)(xiang)到電(dian)(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量(liang)，同時在電(dian)(dian)(dian)熔過程(cheng)中也(ye)直接影響(xiang)(xiang)到電(dian)(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)得到的(de)品級比例(li)，因(yin)此，為了保證電(dian)(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量(liang)和品級比例(li)，必須對各種礦(kuang)石進行適當(dang)的(de)配比后(hou)進行熔煉。

②水(shui)鎂石。我國的(de)遼寧省水(shui)鎂石的(de)礦源非常豐富，水(shui)鎂石中氧化鎂含(han)量(liang)高(gao)于(yu)菱鎂礦石。它也是一種制造(zao)電熔(rong)凝氧化鎂的(de)原料，部分地區水(shui)鎂石的(de)化學成分見表2。

表(biao)2水鎂(mei)石的(de)化學成(cheng)分(fen)/%

③輕燒氧化鎂(mei)。以輕燒氧化鎂(mei)作為電熔氧化鎂(mei)原料，可(ke)以使生產環境得(de)到改善，可(ke)以降低運輸(shu)費(fei)用。由于電熔時排(pai)出氣體(ti)少(shao)，成分也(ye)較均勻，對提高(gao)電熔氧化鎂(mei)質量有利。

我(wo)國有(you)一些電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)以輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)制成球料(liao)(liao)入爐電(dian)(dian)熔(rong)(rong)。輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)含量(liang)達到98%，以此料(liao)(liao)能(neng)生產出白色大結晶電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)。但由于成球費用(yong)高，影響生產成本(ben)。目(mu)前(qian)，有(you)的(de)(de)(de)廠家采用(yong)反射爐輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)，以一定的(de)(de)(de)粒(li)度加入熔(rong)(rong)爐電(dian)(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)質量(liang)比用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石好，成本(ben)又比用(yong)球料(liao)(liao)作原料(liao)(liao)時便宜(yi)，因而(er)得到了一定的(de)(de)(de)推廣。

④燒結鎂(mei)砂(sha)(sha)。為了某些電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)(de)特殊要求(qiu)，有時必(bi)須(xu)在電熔(rong)過程(cheng)中采(cai)用燒結鎂(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)(zuo)為電熔(rong)原料(liao)(liao)，如采(cai)用海(hai)水鎂(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)(zuo)為電熔(rong)原料(liao)(liao)，一(yi)般首先利用處理海(hai)水和石(shi)灰乳作(zuo)(zuo)用生產氫(qing)(qing)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)，將氫(qing)(qing)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)煅燒成輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。用其他(ta)方法也可以(yi)制得輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(詳(xiang)見工(gong)業氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)(de)制取(qu)方法)，采(cai)用輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)(zuo)為原料(liao)(liao)生產電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研(yan)究認(ren)為，極少(shao)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)雜質(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)雜質(zhi)，可明顯(xian)影響(xiang)晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)(de)(de)長大(da)。因為雜質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用在于增加晶(jing)(jing)(jing)界運(yun)動所需的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)(jing)(jing)體(ti)能(neng)(neng)(neng)量(liang)降低，其降低量(liang)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積(ji)(ji)成正比，所以(yi)必(bi)須(xu)提高晶(jing)(jing)(jing)界能(neng)(neng)(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界才(cai)能(neng)(neng)(neng)離(li)開第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)繼續(xu)運(yun)動。并且當晶(jing)(jing)(jing)界與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積(ji)(ji)相(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界必(bi)須(xu)變形(xing)，第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)粒長大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)極限(xian)尺寸愈小(xiao)。

另一方面為了降(jiang)低電熔凝氧化鎂(mei)的顯(xian)(xian)氣(qi)孔率，也應盡量減少原料氧化鎂(mei)的氣(qi)體排出，因此，采用燒結鎂(mei)砂(sha)電熔有其顯(xian)(xian)著優點。

⑤電熔氧(yang)化(hua)鎂單晶的(de)化(hua)學原料(liao)質(zhi)量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是(shi)同原子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的量子(zi)(zi)力(li)學本性如離(li)子(zi)(zi)半徑的尺寸，離(li)子(zi)(zi)的電位數值，離(li)子(zi)(zi)的電子(zi)(zi)外層(ceng)結(jie)(jie)構等相關聯。而氧化(hua)鎂的離(li)子(zi)(zi)尺寸、質量和電荷、陽離(li)子(zi)(zi)和陰離(li)子(zi)(zi)之間的結(jie)(jie)合特(te)性和強度、離(li)子(zi)(zi)的極化(hua)作用、結(jie)(jie)晶構造等決(jue)定(ding)它是(shi)一高熔(rong)點化(hua)合物。

氧化鎂的熔(rong)(rong)點和結構參數(shu)：陽離(li)子半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離(li)子半(ban)徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)位(wei)數(shu)6;有(you)效配(pei)位(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)(rong)點2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造(zao)的最(zui)重要過(guo)程(cheng)是由各(ge)種鎂(mei)質原料，通過(guo)各(ge)種形式的加熱方法(fa)(fa)產生(sheng)高(gao)溫使(shi)鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)體。要使(shi)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)融(rong)(rong)，必須消耗大(da)量的熱能，以克(ke)服離(li)子(zi)間的引力(li)。通過(guo)強大(da)電弧(hu)產生(sheng)高(gao)溫而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的方法(fa)(fa)叫做電弧(hu)熔(rong)融(rong)(rong)法(fa)(fa)。這(zhe)個融(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)一(yi)般(ban)包(bao)括熱的傳導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)、析(xi)晶(jing)、晶(jing)體長大(da)等一(yi)系列物理化(hua)(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)(hua)的過(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)過(guo)程。用水(shui)鎂石作(zuo)原(yuan)料有一脫(tuo)水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂石的主要成分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)碳過(guo)(guo)程(cheng)。用(yong)菱鎂礦作為原(yuan)料(liao)時有一(yi)個脫(tuo)(tuo)碳過(guo)(guo)程(cheng)，脫(tuo)(tuo)碳過(guo)(guo)程(cheng)包(bao)括兩(liang)個方面。一(yi)方面是(shi)菱鎂礦石(shi)的熱(re)分(fen)解，菱鎂礦石(shi)的主要成分(fen)是(shi)碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在電熔過(guo)程中(zhong)往往在原料氧化(hua)鎂中(zhong)加入石墨粉(fen)末添(tian)加物(wu)(助(zhu)劑(ji))，在電熔爐起動過(guo)程中(zhong)需在三電極(ji)(石墨電極(ji))的下(xia)端用石墨粉(fen)末鋪成(cheng)三角形(xing)或星(xing)形(xing)導線路，在通(tong)電過(guo)程中(zhong)受(shou)熱燒損或完全燃燒除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)(hua)過程。熔化(hua)(hua)(hua)過程即氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子(zi)和氧(yang)離子(zi)在(zai)強電(dian)弧(hu)產生(sheng)(sheng)的(de)熱能(neng)(neng)作用下(xia)，克服單晶(jing)體(ti)(ti)中(zhong)的(de)晶(jing)格能(neng)(neng)的(de)束縛，變成能(neng)(neng)自(zi)由(you)運動的(de)過程。也就是說，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)加熱到一(yi)定溫度(熔點)就會由(you)固體(ti)(ti)變成液體(ti)(ti)，叫熔化(hua)(hua)(hua)。在(zai)這一(yi)過程中(zhong)需消耗(hao)大(da)量的(de)電(dian)能(neng)(neng)。據(ju)(ju)電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)產者對用水鎂(mei)石作原料生(sheng)(sheng)產電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)熱平衡的(de)衡算，熱消耗(hao)的(de)比例如下(xia)：氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)體(ti)(ti)生(sheng)(sheng)成熱消耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)熱值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)(sheng)成熱耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻(que)水耗(hao)熱值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻(que)爐(lu)殼(ke)的(de)水耗(hao)熱值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表面散(san)熱值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走熱值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據(ju)(ju)可以看出，在(zai)電(dian)熔