電弧(hu)(hu)熔爐生產電熔氧化鎂(mei)的工藝流(liu)程(cheng)主(zhu)要包(bao)(bao)括(kuo)：原料配料、電弧(hu)(hu)熔融、破碎(sui)、選(xuan)別、粉碎(sui)、篩別、磁(ci)選(xuan)、分(fen)類(lei)包(bao)(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富(fu)的優質菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石，氧(yang)化鎂(mei)含量(liang)高，又易于(yu)開采(cai)，因此，被(bei)廣泛用(yong)作(zuo)電(dian)(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)的原料。采(cai)用(yong)菱(ling)鎂(mei)石作(zuo)原料，碳酸鎂(mei)分(fen)解產生CO2氣(qi)體，由于(yu)有大量(liang)氣(qi)體從爐內排(pai)出影響著電(dian)(dian)熔過程的進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)結晶帶的(de)形成均有不利影響，由于(yu)大(da)量(liang)塵(chen)料飛損，使(shi)物(wu)料損耗和能量(liang)消耗增(zeng)高(gao)，也惡化(hua)(hua)了車間生產(chan)環(huan)境。但由于(yu)優質菱(ling)鎂礦石容易(yi)獲得(de)，價格很低廉，所以，仍(reng)是我國電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂用得(de)最多最廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)。菱鎂礦(kuang)石(shi)中氧化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)含量(liang)(liang)高(gao)低和化(hua)(hua)(hua)學(xue)成分直接影響(xiang)到電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)質量(liang)(liang)，同時在電熔(rong)過程(cheng)中也直接影響(xiang)到電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂得到的(de)品級比例(li)，因此，為了保(bao)證電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)質量(liang)(liang)和品級比例(li)，必(bi)須(xu)對各種礦(kuang)石(shi)進(jin)行(xing)(xing)適當的(de)配(pei)比后進(jin)行(xing)(xing)熔(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)。我國的(de)遼(liao)寧省水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)礦源非(fei)常豐富，水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)中氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)含量高(gao)于(yu)菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)(shi)。它也是一種(zhong)制造電熔凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)原料，部分地區水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)化學成(cheng)分見(jian)表2。

表2水鎂石的(de)化學成分/%

③輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。以輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作為電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)原料，可以使生產環境得(de)到改善(shan)，可以降(jiang)低運輸費用(yong)。由于電熔時排出氣體少，成分也較(jiao)均勻，對提高(gao)電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)質量有利。

我國有(you)一(yi)些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)以輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)制成(cheng)球(qiu)料(liao)入爐(lu)(lu)(lu)電(dian)熔(rong)。輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)化(hua)鎂(mei)含(han)量達到98%，以此料(liao)能生產出(chu)白色大結晶電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)費用(yong)高，影響生產成(cheng)本。目前，有(you)的(de)廠家采(cai)用(yong)反射爐(lu)(lu)(lu)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)，以一(yi)定(ding)的(de)粒度(du)加入熔(rong)爐(lu)(lu)(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質量比用(yong)菱(ling)鎂(mei)礦石好，成(cheng)本又(you)比用(yong)球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便(bian)宜，因而得到了一(yi)定(ding)的(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了某些電熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)特殊要求，有時必須在(zai)電熔過程中(zhong)采用(yong)燒(shao)結鎂(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電熔原料(liao)，如采用(yong)海水(shui)鎂(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電熔原料(liao)，一般首先利用(yong)處(chu)理海水(shui)和(he)石灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)生產氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，將(jiang)氫(qing)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(fang)法也可以(yi)制得(de)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)制取方(fang)法)，采用(yong)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)原料(liao)生產電熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等研究認(ren)為(wei)(wei)，極少(shao)量(liang)的(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)(zhi)氣體(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)(jing)體的(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)(zhi)，可明顯影響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)長大(da)。因為(wei)(wei)雜(za)質(zhi)(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)在(zai)于(yu)增加(jia)晶(jing)(jing)界運(yun)動所需的(de)(de)(de)能量(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)界與第(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)體能量(liang)降(jiang)低，其降(jiang)低量(liang)與第(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積(ji)成正(zheng)比，所以(yi)必須提高晶(jing)(jing)界能，晶(jing)(jing)界才能離開第(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并且(qie)當(dang)晶(jing)(jing)界與第(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與第(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)界必須變形，第(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒長大(da)的(de)(de)(de)極限(xian)尺(chi)寸愈小。

另一方面(mian)為(wei)了(le)降(jiang)低電熔凝(ning)氧化鎂的顯氣孔(kong)率，也應盡量(liang)減少原(yuan)料氧化鎂的氣體(ti)排出，因此，采(cai)用(yong)燒結(jie)鎂砂電熔有其顯著優點。

⑤電熔(rong)氧(yang)化鎂單晶的化學原料質量(liang)要(yao)求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性(xing)(xing)是同(tong)原子(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)的量子(zi)(zi)(zi)力學本(ben)性(xing)(xing)如離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)半(ban)徑的尺寸，離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的電(dian)位數值，離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的電(dian)子(zi)(zi)(zi)外(wai)層結構等相關聯。而氧化(hua)鎂的離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)尺寸、質量和(he)電(dian)荷、陽(yang)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)之間的結合(he)特性(xing)(xing)和(he)強(qiang)度、離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的極化(hua)作用(yong)、結晶(jing)構造等決定它是一高熔點化(hua)合(he)物。

氧化鎂的熔點和結構參數(shu)：陽(yang)離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構類型NaCl;配位(wei)數(shu)6;有效配位(wei)數(shu)8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔凝氧化鎂制造的(de)最重要(yao)過程(cheng)是(shi)由各種(zhong)鎂質原(yuan)料，通(tong)過各種(zhong)形式的(de)加熱方法(fa)產生(sheng)高溫使(shi)鎂質材(cai)料(MgO)熔化，變成(cheng)氧化鎂熔體。要(yao)使(shi)氧化鎂熔融，必須消耗大(da)量(liang)的(de)熱能，以克服離子間的(de)引力。通(tong)過強大(da)電弧(hu)產生(sheng)高溫而熔化氧化鎂的(de)方法(fa)叫做電弧(hu)熔融法(fa)。這個融化過程(cheng)一(yi)般(ban)包括(kuo)熱的(de)傳導、脫水、脫碳(tan)、熔化、析晶、晶體長大(da)等一(yi)系列物理化學變化的(de)過程(cheng)。

①脫水(shui)過(guo)程。用水(shui)鎂石(shi)(shi)作原料有一脫水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂石(shi)(shi)的主要成分(fen)是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程(cheng)。用菱(ling)(ling)鎂礦作(zuo)為原料(liao)時有一個脫碳(tan)過程(cheng)，脫碳(tan)過程(cheng)包(bao)括兩個方(fang)面(mian)。一方(fang)面(mian)是菱(ling)(ling)鎂礦石(shi)的熱分(fen)解(jie)，菱(ling)(ling)鎂礦石(shi)的主要成分(fen)是碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方(fang)面，由(you)于在(zai)電(dian)熔過程中(zhong)(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)原料氧(yang)化鎂(mei)中(zhong)(zhong)加(jia)入石(shi)(shi)墨粉末(mo)添加(jia)物(wu)(助(zhu)劑)，在(zai)電(dian)熔爐起動過程中(zhong)(zhong)需(xu)在(zai)三(san)電(dian)極(ji)(石(shi)(shi)墨電(dian)極(ji))的下端用(yong)石(shi)(shi)墨粉末(mo)鋪成三(san)角(jiao)形或星形導線路(lu)，在(zai)通(tong)電(dian)過程中(zhong)(zhong)受熱燒損(sun)或完全燃燒除去石(shi)(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)過(guo)程。熔化(hua)過(guo)程即氧化(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離子(zi)和(he)氧離子(zi)在(zai)強電(dian)(dian)弧(hu)產生的(de)(de)熱(re)(re)能(neng)(neng)作(zuo)用(yong)(yong)下(xia)，克服(fu)單晶(jing)(jing)體中(zhong)的(de)(de)晶(jing)(jing)格能(neng)(neng)的(de)(de)束縛，變(bian)(bian)成(cheng)能(neng)(neng)自由運動的(de)(de)過(guo)程。也就是說，氧化(hua)鎂(mei)(mei)加(jia)熱(re)(re)到(dao)一定溫度(熔點)就會由固體變(bian)(bian)成(cheng)液體，叫(jiao)熔化(hua)。在(zai)這(zhe)一過(guo)程中(zhong)需消耗(hao)(hao)(hao)大量的(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)生產者對(dui)用(yong)(yong)水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)作(zuo)原料生產電(dian)(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)(re)平衡(heng)的(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)消耗(hao)(hao)(hao)的(de)(de)比例如下(xia)：氧化(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)(jing)體生成(cheng)熱(re)(re)消耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生成(cheng)熱(re)(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)表面(mian)散熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)(neng)損失(shi)值(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數據可以看出，在(zai)電(dian)(dian)熔