電(dian)弧熔爐生產電(dian)熔氧化鎂的工(gong)藝(yi)流(liu)程主要包(bao)括：原(yuan)料(liao)(liao)配料(liao)(liao)、電(dian)弧熔融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分(fen)類包(bao)裝等(deng)。

(1)原料

我國有(you)豐富的優(you)質菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石，氧化鎂(mei)(mei)含量(liang)高，又易于開(kai)采，因(yin)此，被廣泛用作(zuo)電(dian)熔氧化鎂(mei)(mei)的原料。采用菱(ling)鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料，碳酸鎂(mei)(mei)分解產生CO2氣體，由于有(you)大量(liang)氣體從爐內排(pai)出(chu)影響著(zhu)電(dian)熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)的結晶帶的形成均有不利影響(xiang)，由于大量(liang)塵料飛(fei)損，使物料損耗(hao)和能量(liang)消耗(hao)增高，也惡(e)化(hua)了車間生(sheng)產(chan)環境(jing)。但由于優質(zhi)菱鎂(mei)礦石容易獲得，價格很低(di)廉(lian)，所以(yi)，仍是我國電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)用(yong)得最多最廣泛的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石中氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的含(han)量高低和化(hua)學成分直(zhi)接影響到(dao)電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的質量，同(tong)時在電熔(rong)過程中也直(zhi)接影響到(dao)電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)得到(dao)的品級比例，因此，為了保證電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的質量和品級比例，必(bi)須對各種礦石進(jin)行適(shi)當的配比后(hou)進(jin)行熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)石(shi)。我國的遼寧(ning)省水(shui)鎂(mei)石(shi)的礦源非常豐富，水(shui)鎂(mei)石(shi)中氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量高于菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)。它也(ye)是一種制造電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的原料，部分(fen)地(di)區水(shui)鎂(mei)石(shi)的化(hua)(hua)學成分(fen)見表(biao)2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。以(yi)(yi)輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)作為電熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)原料，可以(yi)(yi)使生產環(huan)境得到(dao)改善，可以(yi)(yi)降低運(yun)輸費(fei)用。由于電熔(rong)時排出氣體少，成分也較(jiao)均勻，對提高電熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)質量有利。

我國有一(yi)些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制成(cheng)球料(liao)(liao)入(ru)爐電(dian)熔(rong)(rong)。輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量達到(dao)98%，以此料(liao)(liao)能生(sheng)產(chan)出白色大(da)結晶電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但由于成(cheng)球費用(yong)(yong)高，影響生(sheng)產(chan)成(cheng)本。目(mu)前，有的(de)廠家采用(yong)(yong)反射爐輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以一(yi)定的(de)粒度加入(ru)熔(rong)(rong)爐電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質(zhi)量比(bi)用(yong)(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本又比(bi)用(yong)(yong)球料(liao)(liao)作(zuo)原料(liao)(liao)時便宜，因而(er)得到(dao)了一(yi)定的(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)砂。為(wei)了(le)某些電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)特殊要求，有時必(bi)須在電熔(rong)(rong)過程(cheng)中采用(yong)燒(shao)結鎂(mei)砂作為(wei)電熔(rong)(rong)原料(liao)，如采用(yong)海水鎂(mei)砂作為(wei)電熔(rong)(rong)原料(liao)，一(yi)般首(shou)先利用(yong)處理海水和石灰乳作用(yong)生產(chan)氫氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)煅燒(shao)成輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。用(yong)其他方法也可(ke)以制得輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(詳(xiang)見工業氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)制取方法)，采用(yong)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)作為(wei)原料(liao)生產(chan)電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)(deng)研(yan)究認為(wei)，極少量(liang)(liang)(liang)的(de)雜(za)(za)質氣體(相(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)(jing)體的(de)雜(za)(za)質，可(ke)明顯影響(xiang)晶(jing)(jing)粒的(de)長大。因為(wei)雜(za)(za)質相(xiang)(xiang)的(de)作用(yong)在于(yu)增加晶(jing)(jing)界運(yun)動(dong)所(suo)(suo)需的(de)能量(liang)(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)界與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)體能量(liang)(liang)(liang)降低，其降低量(liang)(liang)(liang)與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面(mian)積(ji)成正(zheng)比(bi)，所(suo)(suo)以必(bi)須提高晶(jing)(jing)界能，晶(jing)(jing)界才(cai)能離(li)開第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼續運(yun)動(dong)。并且當晶(jing)(jing)界與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面(mian)積(ji)相(xiang)(xiang)等(deng)(deng)的(de)晶(jing)(jing)界必(bi)須變形(xing)，第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)(liang)(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒長大的(de)極限尺寸愈小。

另一(yi)方面為了降低(di)電熔凝氧化鎂(mei)的(de)顯氣(qi)孔率，也應盡量減少原(yuan)料氧化鎂(mei)的(de)氣(qi)體排出，因此(ci)，采(cai)用燒結鎂(mei)砂電熔有其顯著優點。

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

(3)電弧熔融

這些特性是同原子(zi)和分子(zi)的(de)量(liang)子(zi)力學(xue)本性如(ru)離(li)子(zi)半徑的(de)尺寸(cun)，離(li)子(zi)的(de)電位數值，離(li)子(zi)的(de)電子(zi)外層結(jie)(jie)構等相關聯。而(er)氧化(hua)(hua)鎂的(de)離(li)子(zi)尺寸(cun)、質量(liang)和電荷、陽(yang)離(li)子(zi)和陰(yin)離(li)子(zi)之(zhi)間的(de)結(jie)(jie)合特性和強度、離(li)子(zi)的(de)極化(hua)(hua)作用、結(jie)(jie)晶構造(zao)等決定它(ta)是一(yi)高熔點化(hua)(hua)合物。

氧(yang)化(hua)鎂的(de)熔點(dian)和結構(gou)參數：陽離子(zi)半徑0.074mm;陰(yin)離子(zi)半徑0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配(pei)位數6;有(you)效配(pei)位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)(de)最(zui)重要(yao)過(guo)(guo)程(cheng)是由各(ge)種鎂(mei)(mei)質原(yuan)料，通(tong)過(guo)(guo)各(ge)種形式的(de)(de)加熱方法產生(sheng)高溫(wen)(wen)使鎂(mei)(mei)質材(cai)料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)體(ti)。要(yao)使氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)融(rong)(rong)，必須消(xiao)耗大(da)量(liang)的(de)(de)熱能，以克服離(li)子間(jian)的(de)(de)引力。通(tong)過(guo)(guo)強大(da)電(dian)弧(hu)產生(sheng)高溫(wen)(wen)而(er)熔(rong)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)方法叫做電(dian)弧(hu)熔(rong)融(rong)(rong)法。這(zhe)個融(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)一般包括熱的(de)(de)傳導(dao)、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析(xi)晶(jing)、晶(jing)體(ti)長(chang)大(da)等一系列物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)(tuo)水(shui)過程(cheng)(cheng)(cheng)。用水(shui)鎂石作原料(liao)有一(yi)脫(tuo)(tuo)水(shui)過程(cheng)(cheng)(cheng)。水(shui)鎂石的主要(yao)成分是氫氧化(hua)鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)(tuo)水(shui)過程(cheng)(cheng)(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)。用菱(ling)鎂礦作為原料時有一(yi)個脫(tuo)(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)，脫(tuo)(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)包括(kuo)兩(liang)個方面。一(yi)方面是(shi)菱(ling)鎂礦石(shi)(shi)的熱分解(jie)，菱(ling)鎂礦石(shi)(shi)的主要成分是(shi)碳(tan)酸(suan)鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面(mian)，由于在電(dian)熔(rong)(rong)過程(cheng)中(zhong)往往在原(yuan)料氧化鎂中(zhong)加(jia)入(ru)石(shi)墨粉(fen)末添加(jia)物(助劑)，在電(dian)熔(rong)(rong)爐起動(dong)過程(cheng)中(zhong)需在三電(dian)極(石(shi)墨電(dian)極)的下端用石(shi)墨粉(fen)末鋪成三角形或星形導線路(lu)，在通電(dian)過程(cheng)中(zhong)受熱燒損或完全燃燒除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔化過程。熔化過程即氧化鎂(mei)(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)(mei)離子和氧離子在(zai)強(qiang)電(dian)弧產生(sheng)的熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)能作用下，克服單(dan)晶體中的晶格(ge)能的束(shu)縛，變(bian)成(cheng)能自(zi)由運(yun)動的過程。也就是說，氧化鎂(mei)(mei)(mei)加(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)到一(yi)定溫度(熔點)就會由固體變(bian)成(cheng)液體，叫熔化。在(zai)這(zhe)一(yi)過程中需消(xiao)耗大(da)量的電(dian)能。據電(dian)熔凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)生(sheng)產者(zhe)對用水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石作原料生(sheng)產電(dian)熔凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)的熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)平(ping)衡的衡算，熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗的比例如下：氧化鎂(mei)(mei)(mei)晶體生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗值34.9%，渣皮消(xiao)耗熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)值15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)耗值3.0%，冷(leng)卻(que)(que)水(shui)耗熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)值8.4%，冷(leng)卻(que)(que)爐(lu)殼的水(shui)耗熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)值7.9%，爐(lu)子表面散熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)值6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)值28.8%。電(dian)能損失值3.2%，從這(zhe)些統計數據可以看(kan)出，在(zai)電(dian)熔