電(dian)(dian)弧(hu)熔爐生產電(dian)(dian)熔氧化鎂的工藝流程主要包括(kuo)：原料(liao)(liao)配料(liao)(liao)、電(dian)(dian)弧(hu)熔融(rong)、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分類包裝等。

(1)原料

我(wo)國有(you)豐富的優質菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石，氧(yang)化鎂(mei)(mei)含量高，又(you)易(yi)于開采，因此，被廣(guang)泛用作(zuo)電熔氧(yang)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(fen)解產生CO2氣體(ti)，由于有(you)大量氣體(ti)從(cong)爐(lu)內排出影響(xiang)著電熔過程的進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)(rong)氧化鎂(mei)的結晶(jing)帶的形(xing)成均有不利影響，由于大量塵料飛損，使物料損耗和能量消耗增(zeng)高，也惡化了車間生產環境。但由于優質菱鎂(mei)礦石容易獲得(de)，價格很低廉，所以，仍(reng)是我國電(dian)熔(rong)(rong)氧化鎂(mei)用得(de)最(zui)多最(zui)廣泛(fan)的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)石中氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的含量高低(di)和化(hua)(hua)學成分直(zhi)接影響到(dao)電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的質量，同(tong)時在電熔(rong)(rong)過程中也直(zhi)接影響到(dao)電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)得到(dao)的品級比例，因此，為了保證(zheng)電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的質量和品級比例，必須對各種礦(kuang)石進行(xing)適當的配比后進行(xing)熔(rong)(rong)煉。

②水鎂石(shi)。我國的遼寧省水鎂石(shi)的礦(kuang)源非常豐富，水鎂石(shi)中氧(yang)化鎂含量(liang)高于菱鎂礦(kuang)石(shi)。它也是一種制造電熔凝氧(yang)化鎂的原(yuan)料，部分地(di)區(qu)水鎂石(shi)的化學成(cheng)分見表2。

表(biao)2水鎂石的化學成(cheng)分(fen)/%

③輕燒氧化(hua)鎂。以輕燒氧化(hua)鎂作為電熔(rong)氧化(hua)鎂原料，可以使生產環境得到改(gai)善，可以降低運輸(shu)費用(yong)。由于(yu)電熔(rong)時排出(chu)氣(qi)體少，成分也較均勻，對(dui)提高電熔(rong)氧化(hua)鎂質(zhi)量有利(li)。

我國有一些電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂以(yi)輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂制成(cheng)(cheng)球料入爐電熔(rong)(rong)(rong)。輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂的氧(yang)(yang)化(hua)鎂含量達到(dao)98%，以(yi)此料能生(sheng)產出白色大結晶電熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂。但由(you)于成(cheng)(cheng)球費用高，影(ying)響(xiang)生(sheng)產成(cheng)(cheng)本。目前，有的廠家采用反射爐輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂，以(yi)一定(ding)的粒度加入熔(rong)(rong)(rong)爐電熔(rong)(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂的質量比用菱鎂礦石好，成(cheng)(cheng)本又比用球料作原(yuan)料時便宜，因(yin)而得到(dao)了(le)一定(ding)的推廣。

④燒結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)(wei)了某些電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特殊要求(qiu)，有時(shi)必須(xu)(xu)在電(dian)熔過程中采用(yong)燒結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)(wei)(wei)電(dian)熔原料(liao)，如(ru)采用(yong)海(hai)水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)(wei)(wei)電(dian)熔原料(liao)，一般首先利用(yong)處理海(hai)水(shui)(shui)和(he)石灰(hui)乳作用(yong)生(sheng)產氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒成輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)其(qi)他方(fang)法(fa)也(ye)可以制得(de)輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳(xiang)見工業氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制取方(fang)法(fa))，采用(yong)輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作為(wei)(wei)(wei)原料(liao)生(sheng)產電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)(wei)，極少量(liang)(liang)的(de)(de)雜質(zhi)(zhi)氣體(ti)(ti)(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)的(de)(de)雜質(zhi)(zhi)，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)長(chang)大。因(yin)為(wei)(wei)(wei)雜質(zhi)(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)(de)作用(yong)在于增(zeng)加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)運(yun)動所需的(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)。當(dang)(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)能(neng)量(liang)(liang)降低(di)，其(qi)降低(di)量(liang)(liang)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截面積(ji)成正比，所以必須(xu)(xu)提(ti)高(gao)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)才能(neng)離開(kai)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并且當(dang)(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截面積(ji)相(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)必須(xu)(xu)變(bian)形(xing)，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈多(duo)，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)長(chang)大的(de)(de)極限(xian)尺寸愈小。

另一方面為了(le)降低電(dian)熔凝氧(yang)化鎂的顯(xian)氣(qi)孔(kong)率，也應盡量減少原料(liao)氧(yang)化鎂的氣(qi)體排出(chu)，因此，采用燒(shao)結鎂砂電(dian)熔有其顯(xian)著優點。

⑤電(dian)熔氧化(hua)鎂單晶的化(hua)學(xue)原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是同原子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)力學本性(xing)如離(li)(li)子(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺(chi)寸，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電位數值，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)外層結(jie)構等(deng)相(xiang)關聯。而(er)氧化(hua)鎂的(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)尺(chi)寸、質量(liang)和(he)電荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)(de)結(jie)合特(te)性(xing)和(he)強度、離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)極化(hua)作(zuo)用、結(jie)晶(jing)構造等(deng)決定它是一(yi)高熔(rong)點化(hua)合物。

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

電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂制造的(de)最重要過程(cheng)(cheng)是由各種鎂質原料(liao)，通(tong)過各種形(xing)式的(de)加熱(re)方法產生高(gao)溫(wen)使鎂質材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)，變成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂熔(rong)(rong)體。要使氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂熔(rong)(rong)融(rong)(rong)，必須(xu)消耗大量(liang)的(de)熱(re)能，以克服離子(zi)間的(de)引(yin)力。通(tong)過強(qiang)大電弧(hu)產生高(gao)溫(wen)而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)方法叫做電弧(hu)熔(rong)(rong)融(rong)(rong)法。這個融(rong)(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)一般包括熱(re)的(de)傳導、脫(tuo)(tuo)水、脫(tuo)(tuo)碳(tan)、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體長大等一系(xi)列物理化(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)的(de)過程(cheng)(cheng)。

①脫水(shui)(shui)過程(cheng)。用水(shui)(shui)鎂石(shi)作原料有一脫水(shui)(shui)過程(cheng)。水(shui)(shui)鎂石(shi)的主要(yao)成分(fen)是(shi)氫氧化鎂Mg(OH)2。其(qi)脫水(shui)(shui)過程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程。用菱(ling)鎂礦作為原料(liao)時(shi)有一(yi)個脫碳過程，脫碳過程包括兩個方面。一(yi)方面是菱(ling)鎂礦石的熱(re)分解，菱(ling)鎂礦石的主要成(cheng)分是碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面(mian)，由于在(zai)電(dian)熔過(guo)程中往往在(zai)原料氧化(hua)鎂中加入石(shi)(shi)墨(mo)粉(fen)末(mo)添加物(助(zhu)劑(ji))，在(zai)電(dian)熔爐起動過(guo)程中需在(zai)三電(dian)極(ji)(石(shi)(shi)墨(mo)電(dian)極(ji))的下端(duan)用石(shi)(shi)墨(mo)粉(fen)末(mo)鋪成三角形或(huo)星(xing)形導(dao)線路，在(zai)通電(dian)過(guo)程中受(shou)熱燒(shao)損(sun)或(huo)完(wan)全燃燒(shao)除去石(shi)(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)。熔化(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)即氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離子和氧(yang)離子在強電(dian)弧產(chan)(chan)生的(de)(de)熱能作用下(xia)，克服單晶體(ti)(ti)中(zhong)的(de)(de)晶格(ge)能的(de)(de)束(shu)縛，變成(cheng)(cheng)能自由運動的(de)(de)過程(cheng)(cheng)。也就是說，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱到(dao)一(yi)定溫度(熔點)就會(hui)由固(gu)體(ti)(ti)變成(cheng)(cheng)液體(ti)(ti)，叫熔化(hua)(hua)。在這一(yi)過程(cheng)(cheng)中(zhong)需消耗(hao)大(da)量的(de)(de)電(dian)能。據電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生產(chan)(chan)者對(dui)用水鎂(mei)(mei)石作原(yuan)料生產(chan)(chan)電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)熱平衡的(de)(de)衡算(suan)，熱消耗(hao)的(de)(de)比例(li)如下(xia)：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶體(ti)(ti)生成(cheng)(cheng)熱消耗(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)熱值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生成(cheng)(cheng)熱耗(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水耗(hao)熱值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐(lu)殼的(de)(de)水耗(hao)熱值(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子表面(mian)散熱值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走熱值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據可(ke)以看出，在電(dian)熔