電弧(hu)(hu)熔(rong)爐生(sheng)產電熔(rong)氧化鎂的(de)工藝流(liu)程(cheng)主要包括(kuo)：原料配(pei)料、電弧(hu)(hu)熔(rong)融、破碎、選(xuan)別、粉碎、篩別、磁選(xuan)、分(fen)類(lei)包裝等。

(1)原料

我國有豐(feng)富(fu)的(de)(de)優質菱(ling)鎂礦石(shi)，氧化鎂含(han)量(liang)高，又(you)易于(yu)開采，因(yin)此，被廣泛用(yong)(yong)作電熔(rong)(rong)氧化鎂的(de)(de)原料。采用(yong)(yong)菱(ling)鎂石(shi)作原料，碳(tan)酸鎂分解(jie)產生CO2氣(qi)體，由于(yu)有大量(liang)氣(qi)體從爐內排出影(ying)響(xiang)著電熔(rong)(rong)過程的(de)(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)的(de)結晶帶(dai)的(de)形成(cheng)均有不利影(ying)響，由(you)于大量(liang)塵(chen)料(liao)飛損(sun)，使物料(liao)損(sun)耗和能量(liang)消(xiao)耗增高，也惡化(hua)了車間生產環境。但由(you)于優質菱鎂(mei)礦石容易獲得(de)，價格很(hen)低(di)廉，所以，仍是我(wo)國(guo)電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)用得(de)最多最廣泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石中氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的含量(liang)高低(di)和化(hua)學成分直接影(ying)(ying)響到(dao)(dao)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的質量(liang)，同時在電(dian)熔(rong)(rong)過程中也直接影(ying)(ying)響到(dao)(dao)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)得到(dao)(dao)的品級比(bi)例(li)，因此，為(wei)了保證電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的質量(liang)和品級比(bi)例(li)，必須對各(ge)種礦(kuang)石進(jin)行適(shi)當的配比(bi)后進(jin)行熔(rong)(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)石(shi)。我(wo)國的遼(liao)寧省水鎂(mei)(mei)石(shi)的礦源非(fei)常(chang)豐富，水鎂(mei)(mei)石(shi)中氧化鎂(mei)(mei)含量高(gao)于(yu)菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)。它也是一種制造電熔凝氧化鎂(mei)(mei)的原(yuan)料，部分地區水鎂(mei)(mei)石(shi)的化學成(cheng)分見表2。

表2水鎂石的化學成分(fen)/%

③輕(qing)(qing)燒(shao)氧化鎂。以輕(qing)(qing)燒(shao)氧化鎂作為電(dian)熔氧化鎂原(yuan)料，可(ke)以使生產環(huan)境(jing)得到改善，可(ke)以降低運輸費用。由于電(dian)熔時排(pai)出氣體少(shao)，成(cheng)分(fen)也較均(jun)勻(yun)，對提高(gao)電(dian)熔氧化鎂質量有利。

我國有(you)一些電熔(rong)凝氧化(hua)鎂以輕燒氧化(hua)鎂制成(cheng)球料(liao)入爐(lu)電熔(rong)。輕燒氧化(hua)鎂的氧化(hua)鎂含量(liang)達(da)到98%，以此(ci)料(liao)能生產出白色大結晶電熔(rong)氧化(hua)鎂。但由(you)于成(cheng)球費用高(gao)，影響生產成(cheng)本(ben)。目(mu)前，有(you)的廠家采用反射爐(lu)輕燒氧化(hua)鎂，以一定(ding)的粒度加入熔(rong)爐(lu)電熔(rong)，電熔(rong)氧化(hua)鎂的質量(liang)比用菱鎂礦(kuang)石好，成(cheng)本(ben)又比用球料(liao)作原料(liao)時便宜，因(yin)而得(de)到了一定(ding)的推廣(guang)。

④燒結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了某些電熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)特(te)殊(shu)要求，有時(shi)必須在電熔過(guo)程中(zhong)采用(yong)燒結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)(wei)電熔原(yuan)料，如采用(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)(wei)電熔原(yuan)料，一(yi)般首先利用(yong)處理海水(shui)和石(shi)灰乳作用(yong)生產氫(qing)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒成輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)其(qi)他方法(fa)(fa)也(ye)可以制得輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)制取方法(fa)(fa))，采用(yong)輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作為(wei)(wei)原(yuan)料生產電熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研究認(ren)為(wei)(wei)，極(ji)(ji)少量(liang)(liang)的(de)(de)(de)雜質氣體(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)體的(de)(de)(de)雜質，可明(ming)顯影響晶(jing)粒(li)的(de)(de)(de)長(chang)大。因為(wei)(wei)雜質相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作用(yong)在于增加晶(jing)界(jie)運動所需的(de)(de)(de)能量(liang)(liang)。當(dang)晶(jing)界(jie)與第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)體能量(liang)(liang)降低(di)，其(qi)降低(di)量(liang)(liang)與第(di)二相(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積(ji)成正比，所以必須提高(gao)晶(jing)界(jie)能，晶(jing)界(jie)才能離開第(di)二相(xiang)(xiang)繼續運動。并且當(dang)晶(jing)界(jie)與第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與第(di)二相(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積(ji)相(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)界(jie)必須變(bian)形，第(di)二相(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈(yu)多，晶(jing)粒(li)長(chang)大的(de)(de)(de)極(ji)(ji)限尺寸愈(yu)小。

另一方面為了降低電(dian)熔凝氧(yang)化鎂的顯(xian)氣孔率，也應盡量減少原(yuan)料(liao)氧(yang)化鎂的氣體排(pai)出，因(yin)此，采用燒結鎂砂電(dian)熔有其顯(xian)著優(you)點。

⑤電熔氧化鎂單(dan)晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原子(zi)和(he)分子(zi)的(de)(de)量子(zi)力學本性(xing)如離(li)子(zi)半徑的(de)(de)尺(chi)寸(cun)，離(li)子(zi)的(de)(de)電(dian)位(wei)數值(zhi)，離(li)子(zi)的(de)(de)電(dian)子(zi)外層(ceng)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)等相(xiang)關(guan)聯。而氧化鎂的(de)(de)離(li)子(zi)尺(chi)寸(cun)、質量和(he)電(dian)荷、陽離(li)子(zi)和(he)陰離(li)子(zi)之間的(de)(de)結(jie)(jie)(jie)合特性(xing)和(he)強度(du)、離(li)子(zi)的(de)(de)極化作用、結(jie)(jie)(jie)晶(jing)構(gou)(gou)造等決定它是一(yi)高熔點(dian)化合物。

氧化鎂的(de)熔(rong)點和結構參數：陽離子半徑(jing)0.074mm;陰(yin)離子半徑(jing)0.53mm;結構類(lei)型NaCl;配位數6;有(you)效配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)(de)最重(zhong)要過(guo)程是由各種(zhong)鎂(mei)(mei)質原料(liao)，通過(guo)各種(zhong)形式的(de)(de)加(jia)熱(re)方(fang)法產生高溫使鎂(mei)(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)，變(bian)成氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)體。要使氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)融(rong)，必須消耗大(da)量的(de)(de)熱(re)能(neng)，以克(ke)服離子(zi)間(jian)的(de)(de)引(yin)力(li)。通過(guo)強大(da)電弧產生高溫而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)方(fang)法叫做電弧熔(rong)(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)過(guo)程一(yi)般(ban)包括熱(re)的(de)(de)傳(chuan)導、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體長大(da)等(deng)一(yi)系列(lie)物理化(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)(shui)過程(cheng)。用水(shui)(shui)鎂(mei)石作原料有一脫(tuo)水(shui)(shui)過程(cheng)。水(shui)(shui)鎂(mei)石的(de)主要成(cheng)分(fen)是(shi)氫氧化(hua)鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)(shui)過程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程。用菱(ling)(ling)鎂礦作(zuo)為原料時(shi)有一個(ge)脫碳(tan)過程，脫碳(tan)過程包括(kuo)兩個(ge)方(fang)面。一方(fang)面是(shi)菱(ling)(ling)鎂礦石(shi)的(de)熱分(fen)解，菱(ling)(ling)鎂礦石(shi)的(de)主要成分(fen)是(shi)碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在電(dian)(dian)熔過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)往往在原料氧化鎂中(zhong)(zhong)加(jia)入(ru)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)粉末添加(jia)物(助劑)，在電(dian)(dian)熔爐(lu)起動過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)需(xu)在三(san)電(dian)(dian)極(石(shi)(shi)墨(mo)(mo)電(dian)(dian)極)的下端用石(shi)(shi)墨(mo)(mo)粉末鋪成三(san)角形或星形導(dao)線路(lu)，在通(tong)電(dian)(dian)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)受(shou)熱燒損(sun)或完全燃燒除去石(shi)(shi)墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過程。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過程即氧(yang)化(hua)鎂中(zhong)(zhong)鎂離子和氧(yang)離子在(zai)強(qiang)電(dian)弧產生的(de)(de)熱能(neng)(neng)作(zuo)用下，克服單晶(jing)體(ti)中(zhong)(zhong)的(de)(de)晶(jing)格能(neng)(neng)的(de)(de)束縛，變成(cheng)(cheng)能(neng)(neng)自由運(yun)動的(de)(de)過程。也就是說(shuo)，氧(yang)化(hua)鎂加熱到一(yi)定溫度(熔(rong)(rong)(rong)點)就會由固體(ti)變成(cheng)(cheng)液(ye)體(ti)，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)。在(zai)這一(yi)過程中(zhong)(zhong)需消耗(hao)大量的(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂生產者(zhe)對用水鎂石作(zuo)原料生產電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)熱平(ping)衡的(de)(de)衡算，熱消耗(hao)的(de)(de)比例如下：氧(yang)化(hua)鎂晶(jing)體(ti)生成(cheng)(cheng)熱消耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)熱值(zhi)15.3%，散(san)砂生成(cheng)(cheng)熱耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)熱值(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼的(de)(de)水耗(hao)熱值(zhi)7.9%，爐(lu)子表面散(san)熱值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)3.2%，從這些統計數據可以看(kan)出，在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)