電(dian)弧熔(rong)(rong)爐生產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂(mei)的工藝流程主要包括(kuo)：原料配(pei)料、電(dian)弧熔(rong)(rong)融、破碎、選(xuan)別、粉碎、篩別、磁選(xuan)、分類包裝等。

(1)原料

我(wo)國(guo)有豐(feng)富(fu)的優質菱鎂(mei)(mei)礦石，氧化鎂(mei)(mei)含量高(gao)，又(you)易于開采，因此，被廣泛用作(zuo)電(dian)熔氧化鎂(mei)(mei)的原(yuan)料。采用菱鎂(mei)(mei)石作(zuo)原(yuan)料，碳酸(suan)鎂(mei)(mei)分解產(chan)生CO2氣體，由(you)于有大量氣體從爐內排(pai)出影響著電(dian)熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)的結晶帶的形成均有不利影響，由于(yu)(yu)大量塵料(liao)飛損，使物(wu)料(liao)損耗和能量消耗增高，也惡化了(le)車間(jian)生產環(huan)境。但由于(yu)(yu)優(you)質菱鎂(mei)礦石(shi)容(rong)易獲得(de)，價格(ge)很低廉，所(suo)以，仍是(shi)我國電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)用得(de)最多最廣泛(fan)的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂礦。菱鎂礦石(shi)(shi)中氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)含量高低(di)和化(hua)(hua)(hua)學(xue)成分直(zhi)接(jie)影(ying)響到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)質量，同時(shi)在電(dian)(dian)熔(rong)過程(cheng)中也直(zhi)接(jie)影(ying)響到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂得(de)到(dao)的(de)品級(ji)比例(li)，因此，為(wei)了(le)保證電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)質量和品級(ji)比例(li)，必須對各種(zhong)礦石(shi)(shi)進行適當的(de)配(pei)比后進行熔(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)石(shi)。我(wo)國的遼寧省水鎂(mei)(mei)石(shi)的礦源(yuan)非常豐富，水鎂(mei)(mei)石(shi)中(zhong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)。它也(ye)是一種制造電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的原料，部(bu)分地區水鎂(mei)(mei)石(shi)的化(hua)學成分見表2。

表2水(shui)鎂(mei)石的(de)化(hua)學成分/%

③輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)。以輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)作為電熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)原料，可以使生產環境得到改善，可以降低運輸(shu)費用。由(you)于(yu)電熔(rong)(rong)時排出氣體少(shao)，成分(fen)也較均勻(yun)，對提高電熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)質量有利。

我(wo)國有一(yi)些電熔凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)以(yi)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)制成球料(liao)入爐(lu)(lu)電熔。輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)含量達到98%，以(yi)此(ci)料(liao)能生(sheng)產出白色大結(jie)晶(jing)電熔氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)。但由于成球費用(yong)高，影響(xiang)生(sheng)產成本(ben)。目前，有的廠家采用(yong)反射爐(lu)(lu)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)，以(yi)一(yi)定(ding)的粒度加入熔爐(lu)(lu)電熔，電熔氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的質(zhi)量比用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石好，成本(ben)又比用(yong)球料(liao)作原料(liao)時(shi)便宜，因而得到了一(yi)定(ding)的推廣。

④燒結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)了某(mou)些電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)特殊(shu)要求，有時(shi)(shi)必須在電(dian)(dian)熔(rong)過程中采用(yong)(yong)燒結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)料，如采用(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)料，一般首先利用(yong)(yong)處(chu)理海水和石灰乳作(zuo)用(yong)(yong)生產氫氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒成(cheng)(cheng)輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方法(fa)也(ye)可(ke)以(yi)制得輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)制取方法(fa))，采用(yong)(yong)輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原(yuan)料生產電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極少量的(de)雜(za)(za)質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang))也(ye)屬(shu)于(yu)晶(jing)(jing)(jing)(jing)體的(de)雜(za)(za)質(zhi)，可(ke)明顯(xian)影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)長大(da)。因為(wei)雜(za)(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)用(yong)(yong)在于(yu)增加晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)運(yun)動所需的(de)能(neng)(neng)(neng)量。當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)(shi)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體能(neng)(neng)(neng)量降低(di)，其降低(di)量與(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面(mian)積成(cheng)(cheng)正比，所以(yi)必須提高晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)能(neng)(neng)(neng)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)才(cai)能(neng)(neng)(neng)離(li)開第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并且(qie)當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)(shi)，與(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面(mian)積相(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)必須變(bian)形，第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)數量愈(yu)多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒長大(da)的(de)極限尺寸愈(yu)小。

另一方(fang)面為(wei)了(le)降低電熔凝氧化鎂的顯氣(qi)孔(kong)率(lv)，也應盡量減少(shao)原料氧化鎂的氣(qi)體(ti)排出，因此，采(cai)用燒(shao)結鎂砂電熔有其顯著(zhu)優點。

⑤電熔氧化(hua)鎂(mei)單(dan)晶的化(hua)學原料(liao)質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是同原(yuan)子(zi)和分子(zi)的(de)量子(zi)力(li)學本性如(ru)離子(zi)半(ban)徑的(de)尺寸(cun)，離子(zi)的(de)電位(wei)數值，離子(zi)的(de)電子(zi)外層結構(gou)等相關(guan)聯。而氧化(hua)(hua)鎂的(de)離子(zi)尺寸(cun)、質量和電荷、陽(yang)離子(zi)和陰離子(zi)之(zhi)間(jian)的(de)結合特性和強度、離子(zi)的(de)極化(hua)(hua)作用、結晶構(gou)造等決定它是一高(gao)熔點化(hua)(hua)合物。

氧(yang)化鎂的(de)熔點和(he)結構參數(shu)：陽離(li)子(zi)半徑(jing)0.074mm;陰離(li)子(zi)半徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)制造的(de)最重要過程是(shi)由各種鎂(mei)質(zhi)原料，通過各種形(xing)式(shi)的(de)加熱方法產生(sheng)高溫使(shi)鎂(mei)質(zhi)材料(MgO)熔(rong)化(hua)，變(bian)成(cheng)氧化(hua)鎂(mei)熔(rong)體(ti)。要使(shi)氧化(hua)鎂(mei)熔(rong)融，必(bi)須消耗大(da)量的(de)熱能，以克服離子間(jian)的(de)引力。通過強大(da)電(dian)弧產生(sheng)高溫而熔(rong)化(hua)氧化(hua)鎂(mei)的(de)方法叫做電(dian)弧熔(rong)融法。這個融化(hua)過程一般包括(kuo)熱的(de)傳導(dao)、脫水(shui)、脫碳、熔(rong)化(hua)、析(xi)晶、晶體(ti)長大(da)等一系(xi)列物理(li)化(hua)學(xue)變(bian)化(hua)的(de)過程。

①脫水過程(cheng)(cheng)。用水鎂石作(zuo)原(yuan)料有一脫水過程(cheng)(cheng)。水鎂石的主要成分是(shi)氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其脫水過程(cheng)(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)(guo)程(cheng)。用菱鎂(mei)(mei)礦作為原料時(shi)有一個脫(tuo)碳(tan)過(guo)(guo)程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過(guo)(guo)程(cheng)包括兩個方面。一方面是(shi)菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)的(de)熱分解，菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)的(de)主(zhu)要成(cheng)分是(shi)碳(tan)酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于(yu)在(zai)(zai)(zai)電(dian)熔過程中往往在(zai)(zai)(zai)原料氧化鎂中加入石(shi)墨粉末添加物(助劑)，在(zai)(zai)(zai)電(dian)熔爐(lu)起動過程中需(xu)在(zai)(zai)(zai)三(san)電(dian)極(ji)(石(shi)墨電(dian)極(ji))的下端用(yong)石(shi)墨粉末鋪成三(san)角形(xing)或星(xing)形(xing)導線(xian)路，在(zai)(zai)(zai)通電(dian)過程中受熱(re)燒(shao)(shao)損或完全(quan)燃燒(shao)(shao)除(chu)去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)即氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離子(zi)和氧(yang)離子(zi)在強電(dian)(dian)弧產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)能(neng)作用(yong)下(xia)，克服單晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)中的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)格(ge)能(neng)的(de)(de)(de)束縛，變成(cheng)能(neng)自由運動的(de)(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。也就是(shi)說，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)點)就會由固體(ti)(ti)變成(cheng)液體(ti)(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)。在這一過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中需消耗大量的(de)(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)(sheng)產者對用(yong)水鎂(mei)(mei)石作原料生(sheng)(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)熱(re)平(ping)衡的(de)(de)(de)衡算，熱(re)消耗的(de)(de)(de)比例如下(xia)：氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)消耗值34.9%，渣皮消耗熱(re)值15.3%，散(san)砂生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)耗值3.0%，冷(leng)卻水耗熱(re)值8.4%，冷(leng)卻爐殼的(de)(de)(de)水耗熱(re)值7.9%，爐子(zi)表(biao)面散(san)熱(re)值6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)值28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損失值3.2%，從這些統計數據(ju)可以(yi)看出(chu)，在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)