電(dian)弧(hu)熔爐生產電(dian)熔氧(yang)化鎂的工藝流程主要包(bao)括(kuo)：原料配料、電(dian)弧(hu)熔融(rong)、破碎、選別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁(ci)選、分類(lei)包(bao)裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有豐富的優質(zhi)菱(ling)鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量高，又易于開(kai)采，因(yin)此，被廣泛(fan)用(yong)作電(dian)(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)的原料。采用(yong)菱(ling)鎂(mei)石作原料，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣體(ti)，由于有大(da)量氣體(ti)從爐(lu)內排出影響(xiang)著(zhu)電(dian)(dian)熔(rong)過程(cheng)的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧(yang)化鎂的(de)(de)結(jie)晶帶的(de)(de)形成均有不利影響，由于大量塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗(hao)和能量消耗(hao)增高(gao)，也惡化了車間生產環境。但由于優(you)質(zhi)菱鎂礦石容易獲得，價格很低廉，所以，仍是我國電(dian)熔氧(yang)化鎂用得最(zui)(zui)多最(zui)(zui)廣泛的(de)(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂礦(kuang)。菱(ling)鎂礦(kuang)石中(zhong)氧化(hua)鎂的含量(liang)高(gao)低和化(hua)學成(cheng)分直接影(ying)響到電熔凝(ning)氧化(hua)鎂的質(zhi)量(liang)，同時在電熔過程中(zhong)也直接影(ying)響到電熔凝(ning)氧化(hua)鎂得到的品級(ji)比(bi)例，因此，為了保(bao)證電熔凝(ning)氧化(hua)鎂的質(zhi)量(liang)和品級(ji)比(bi)例，必須對(dui)各(ge)種礦(kuang)石進行適(shi)當的配比(bi)后(hou)進行熔煉。

②水鎂(mei)石(shi)(shi)。我國的(de)遼寧省水鎂(mei)石(shi)(shi)的(de)礦源非常豐富，水鎂(mei)石(shi)(shi)中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦石(shi)(shi)。它也是(shi)一(yi)種(zhong)制造電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)原料，部分地區水鎂(mei)石(shi)(shi)的(de)化(hua)學成分見表(biao)2。

表(biao)2水鎂石的化(hua)學成分/%

③輕(qing)燒氧化(hua)鎂。以輕(qing)燒氧化(hua)鎂作為電(dian)熔氧化(hua)鎂原料，可以使生產環境得到改善，可以降低(di)運(yun)輸費(fei)用。由于(yu)電(dian)熔時(shi)排出(chu)氣體少，成分也較均勻，對提高電(dian)熔氧化(hua)鎂質量有利。

我國(guo)有一些電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)(yi)輕(qing)(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)球料入爐(lu)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)。輕(qing)(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)達到98%，以(yi)(yi)此料能生(sheng)產出白色大(da)結(jie)晶(jing)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。但由于(yu)成(cheng)球費用(yong)高，影響(xiang)生(sheng)產成(cheng)本。目前，有的(de)(de)廠家采用(yong)反(fan)射爐(lu)輕(qing)(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)(yi)一定的(de)(de)粒(li)度加入熔(rong)爐(lu)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質(zhi)量(liang)比用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)好，成(cheng)本又(you)比用(yong)球料作原料時便宜，因而得到了一定的(de)(de)推廣。

④燒結鎂(mei)(mei)(mei)砂。為了(le)某些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)特殊要求，有時必(bi)須在電(dian)熔(rong)過程中采(cai)用燒結鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為電(dian)熔(rong)原料(liao)，如(ru)采(cai)用海水鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為電(dian)熔(rong)原料(liao)，一(yi)般(ban)首先利用處理海水和石灰乳作(zuo)用生(sheng)產(chan)氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒成(cheng)輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用其(qi)(qi)他方法也可(ke)以制得(de)輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工(gong)業氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)制取方法)，采(cai)用輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)為原料(liao)生(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和拉(la)特爾(Ruttere)等研究認為，極(ji)(ji)少量(liang)的(de)(de)(de)(de)雜質氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)體(ti)的(de)(de)(de)(de)雜質，可(ke)明顯影響(xiang)晶(jing)粒的(de)(de)(de)(de)長(chang)(chang)大。因為雜質相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用在于增加晶(jing)界(jie)(jie)運(yun)動(dong)(dong)所需的(de)(de)(de)(de)能量(liang)。當晶(jing)界(jie)(jie)與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)體(ti)能量(liang)降低，其(qi)(qi)降低量(liang)與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積(ji)成(cheng)正比，所以必(bi)須提高(gao)晶(jing)界(jie)(jie)能，晶(jing)界(jie)(jie)才能離開第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續運(yun)動(dong)(dong)。并且當晶(jing)界(jie)(jie)與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)(de)晶(jing)界(jie)(jie)必(bi)須變形，第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)粒長(chang)(chang)大的(de)(de)(de)(de)極(ji)(ji)限(xian)尺寸愈小。

另(ling)一方面為了降低電熔凝氧化(hua)(hua)鎂的(de)顯(xian)氣孔率(lv)，也(ye)應盡量(liang)減少原料氧化(hua)(hua)鎂的(de)氣體排出，因此，采用(yong)燒結鎂砂(sha)電熔有其顯(xian)著(zhu)優點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單(dan)晶的化(hua)學原料質量(liang)要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些(xie)特(te)性(xing)(xing)(xing)是(shi)同原子(zi)(zi)(zi)和(he)分(fen)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)力學本(ben)性(xing)(xing)(xing)如離(li)子(zi)(zi)(zi)半(ban)徑的(de)(de)(de)尺寸(cun)(cun)，離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電位數值(zhi)，離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)外層(ceng)結(jie)構等相關聯。而氧化鎂的(de)(de)(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)尺寸(cun)(cun)、質量(liang)和(he)電荷、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)子(zi)(zi)(zi)之(zhi)間的(de)(de)(de)結(jie)合特(te)性(xing)(xing)(xing)和(he)強(qiang)度、離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)極化作(zuo)用、結(jie)晶構造(zao)等決定它是(shi)一高熔點化合物。

氧化鎂的熔點和結構參數(shu)：陽離子半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離子半(ban)徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配位數(shu)6;有效(xiao)配位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔凝氧化(hua)鎂制造的(de)(de)最重要過(guo)程是(shi)由(you)各種鎂質原料，通(tong)過(guo)各種形式(shi)的(de)(de)加熱方法(fa)產生高溫(wen)(wen)使鎂質材料(MgO)熔化(hua)，變成氧化(hua)鎂熔體(ti)。要使氧化(hua)鎂熔融，必須消(xiao)耗大(da)量的(de)(de)熱能，以克服離子間(jian)的(de)(de)引力。通(tong)過(guo)強大(da)電(dian)弧產生高溫(wen)(wen)而熔化(hua)氧化(hua)鎂的(de)(de)方法(fa)叫做電(dian)弧熔融法(fa)。這個融化(hua)過(guo)程一般包括(kuo)熱的(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔化(hua)、析(xi)晶、晶體(ti)長大(da)等一系列物(wu)理化(hua)學(xue)變化(hua)的(de)(de)過(guo)程。

①脫(tuo)水過程。用水鎂(mei)石(shi)作原料有一脫(tuo)水過程。水鎂(mei)石(shi)的主要(yao)成分(fen)是(shi)(shi)氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水過程是(shi)(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)(tan)過程。用菱(ling)鎂礦(kuang)作為原料時(shi)有一個脫(tuo)碳(tan)(tan)過程，脫(tuo)碳(tan)(tan)過程包括兩個方面。一方面是菱(ling)鎂礦(kuang)石的熱(re)分解(jie)，菱(ling)鎂礦(kuang)石的主要成(cheng)分是碳(tan)(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方(fang)面，由于在電(dian)(dian)(dian)熔過程(cheng)中(zhong)(zhong)往往在原料氧化鎂中(zhong)(zhong)加入石墨粉(fen)末(mo)添加物(助劑)，在電(dian)(dian)(dian)熔爐起(qi)動過程(cheng)中(zhong)(zhong)需在三電(dian)(dian)(dian)極(石墨電(dian)(dian)(dian)極)的下端(duan)用石墨粉(fen)末(mo)鋪成三角(jiao)形或(huo)星(xing)形導(dao)線路，在通電(dian)(dian)(dian)過程(cheng)中(zhong)(zhong)受熱燒(shao)損或(huo)完全燃(ran)燒(shao)除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)程。熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)程即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子(zi)和氧(yang)(yang)離子(zi)在(zai)強電(dian)弧產生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)熱(re)能作(zuo)用(yong)下，克服(fu)單晶體(ti)(ti)中的(de)晶格(ge)能的(de)束縛，變(bian)成(cheng)能自由運動(dong)的(de)過(guo)(guo)程。也就(jiu)是說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)加(jia)熱(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)(rong)(rong)點)就(jiu)會由固(gu)體(ti)(ti)變(bian)成(cheng)液體(ti)(ti)，叫熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)。在(zai)這(zhe)一過(guo)(guo)程中需(xu)消耗(hao)(hao)(hao)(hao)大量的(de)電(dian)能。據電(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)(sheng)產者對用(yong)水鎂(mei)石(shi)作(zuo)原料生(sheng)(sheng)(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)熱(re)平衡的(de)衡算(suan)，熱(re)消耗(hao)(hao)(hao)(hao)的(de)比例如(ru)下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)晶體(ti)(ti)生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)消耗(hao)(hao)(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂(sha)生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)耗(hao)(hao)(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼(ke)的(de)水耗(hao)(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表面散(san)熱(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能損失(shi)值(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數據可以看出，在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)