電弧熔爐生產(chan)電熔氧化鎂的(de)工藝流程主要包括(kuo)：原(yuan)料配料、電弧熔融、破碎(sui)(sui)、選別、粉碎(sui)(sui)、篩別、磁選、分(fen)類包裝等。

(1)原料

我(wo)國有豐富的(de)優質菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦石(shi)，氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)含(han)量(liang)高，又易于(yu)開采(cai)(cai)，因此，被廣泛用(yong)作電(dian)熔氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)原(yuan)料(liao)。采(cai)(cai)用(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)作原(yuan)料(liao)，碳酸鎂(mei)(mei)(mei)(mei)分解產(chan)生CO2氣(qi)體，由于(yu)有大量(liang)氣(qi)體從爐內排(pai)出影響著(zhu)電(dian)熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂的結晶(jing)帶的形成均有不利影響，由于大量(liang)塵料飛損(sun)(sun)，使物料損(sun)(sun)耗(hao)和能量(liang)消耗(hao)增(zeng)高，也惡化(hua)了車(che)間生產環境。但(dan)由于優質(zhi)菱(ling)鎂礦石容(rong)易獲得，價(jia)格(ge)很低廉(lian)，所以，仍是我國電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂用得最多最廣泛的原(yuan)料。

(2)配料

①菱(ling)(ling)鎂礦。菱(ling)(ling)鎂礦石(shi)中(zhong)氧(yang)化鎂的含量(liang)高低和化學成分直接(jie)影響(xiang)到電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)化鎂的質量(liang)，同時在電(dian)(dian)熔過(guo)程中(zhong)也直接(jie)影響(xiang)到電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)化鎂得到的品(pin)級(ji)比例(li)，因此(ci)，為(wei)了保證(zheng)電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)化鎂的質量(liang)和品(pin)級(ji)比例(li)，必須對各種礦石(shi)進(jin)行適(shi)當的配(pei)比后進(jin)行熔煉。

②水鎂石。我國的遼寧省水鎂石的礦源非常(chang)豐富，水鎂石中(zhong)氧化鎂含量高于菱鎂礦石。它也(ye)是一(yi)種(zhong)制造電(dian)熔凝氧化鎂的原料，部(bu)分(fen)地區水鎂石的化學(xue)成分(fen)見(jian)表(biao)2。

表(biao)2水鎂石的化學成(cheng)分/%

③輕燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)。以(yi)輕燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)作為(wei)電熔氧(yang)化鎂(mei)(mei)原料，可以(yi)使生(sheng)產環境得到改善，可以(yi)降低運(yun)輸費用。由(you)于電熔時排(pai)出氣體(ti)少，成(cheng)分也(ye)較均勻，對提高電熔氧(yang)化鎂(mei)(mei)質量有利。

我國有一(yi)(yi)些電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以(yi)(yi)(yi)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制成球料入爐電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含(han)量達到98%，以(yi)(yi)(yi)此料能生產出白色大結晶電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但(dan)由于(yu)成球費用(yong)(yong)高，影響生產成本。目(mu)前，有的(de)廠家采用(yong)(yong)反射爐輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以(yi)(yi)(yi)一(yi)(yi)定的(de)粒度加入熔(rong)(rong)(rong)爐電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量比用(yong)(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)好，成本又比用(yong)(yong)球料作原(yuan)料時(shi)便宜，因而得到了一(yi)(yi)定的(de)推廣。

④燒(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了某些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)特(te)(te)殊要求，有(you)時(shi)必(bi)須在(zai)電(dian)熔(rong)過程中采(cai)用(yong)燒(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)(yuan)料，如采(cai)用(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)(yuan)料，一般首先利用(yong)處理海水和石灰乳(ru)作(zuo)用(yong)生產氫氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)其他方(fang)法也可(ke)以制得輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳(xiang)見工(gong)業氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)制取方(fang)法)，采(cai)用(yong)輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原(yuan)(yuan)料生產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)(te)爾(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)，極少量(liang)的(de)雜(za)質氣體(ti)(相(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)體(ti)的(de)雜(za)質，可(ke)明顯影響晶(jing)(jing)粒的(de)長大。因(yin)為(wei)(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)用(yong)在(zai)于增加晶(jing)(jing)界運動(dong)所需(xu)的(de)能(neng)量(liang)。當晶(jing)(jing)界與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)(jing)體(ti)能(neng)量(liang)降低，其降低量(liang)與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)(heng)截面積成正比，所以必(bi)須提(ti)高晶(jing)(jing)界能(neng)，晶(jing)(jing)界才能(neng)離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼續運動(dong)。并且當晶(jing)(jing)界與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)(heng)截面積相(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)界必(bi)須變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)粒長大的(de)極限尺(chi)寸愈(yu)小。

另一方面為了降低電熔(rong)(rong)凝氧化鎂的顯(xian)氣(qi)孔(kong)率(lv)，也應盡量(liang)減少原料氧化鎂的氣(qi)體(ti)排(pai)出(chu)，因(yin)此，采用燒結鎂砂電熔(rong)(rong)有其顯(xian)著優點。

⑤電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂單晶的(de)化(hua)學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是同原子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)力學本性如離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)半(ban)徑的(de)尺(chi)寸，離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電位數值，離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)外層結構(gou)等相關聯。而(er)氧化鎂的(de)離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸、質量和(he)電荷、陽離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)陰(yin)離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)之(zhi)間(jian)的(de)結合特性和(he)強度、離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)極化作用、結晶構(gou)造等決定(ding)它是一高熔點化合物。

氧(yang)化鎂的熔點和結構參數(shu)：陽離子半徑0.074mm;陰(yin)離子半徑0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)位數(shu)6;有效(xiao)配(pei)位數(shu)8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)制造的最重(zhong)要過(guo)程是由各(ge)種(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)質原料(liao)，通過(guo)各(ge)種(zhong)形式的加熱(re)(re)(re)方法產生高溫使(shi)鎂(mei)(mei)(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)化，變成(cheng)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)體。要使(shi)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)融，必(bi)須消耗大量的熱(re)(re)(re)能，以克(ke)服離子間的引力。通過(guo)強(qiang)大電弧產生高溫而熔(rong)化氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的方法叫做電弧熔(rong)融法。這個融化過(guo)程一(yi)般(ban)包括(kuo)熱(re)(re)(re)的傳導(dao)、脫水、脫碳、熔(rong)化、析(xi)晶(jing)、晶(jing)體長(chang)大等一(yi)系列(lie)物理化學變化的過(guo)程。

①脫(tuo)(tuo)水(shui)過程(cheng)。用水(shui)鎂石作原料(liao)有一脫(tuo)(tuo)水(shui)過程(cheng)。水(shui)鎂石的主要成分是氫氧化(hua)鎂Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)(tuo)水(shui)過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)過程(cheng)。用(yong)菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)作為原料時有一(yi)個(ge)(ge)脫碳(tan)(tan)過程(cheng)，脫碳(tan)(tan)過程(cheng)包括兩個(ge)(ge)方面。一(yi)方面是菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石的(de)熱分解(jie)，菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石的(de)主要(yao)成(cheng)分是碳(tan)(tan)酸(suan)鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面(mian)，由于在電熔(rong)過程(cheng)中(zhong)(zhong)往往在原料氧化鎂中(zhong)(zhong)加(jia)入石(shi)墨(mo)粉末添(tian)加(jia)物(助劑)，在電熔(rong)爐起動過程(cheng)中(zhong)(zhong)需在三電極(石(shi)墨(mo)電極)的下(xia)端用石(shi)墨(mo)粉末鋪(pu)成三角形或星形導線(xian)路，在通電過程(cheng)中(zhong)(zhong)受熱燒(shao)損或完全燃燒(shao)除去(qu)石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)即氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離子和氧(yang)離子在強電(dian)弧(hu)產(chan)生(sheng)的(de)熱(re)(re)(re)能作用下(xia)，克服單(dan)晶體(ti)中的(de)晶格(ge)能的(de)束(shu)縛，變成能自由運動的(de)過程(cheng)(cheng)。也就(jiu)是說，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)到一(yi)(yi)定(ding)溫度(熔(rong)點)就(jiu)會(hui)由固體(ti)變成液(ye)體(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)(hua)。在這(zhe)一(yi)(yi)過程(cheng)(cheng)中需消耗(hao)大量的(de)電(dian)能。據電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)產(chan)者對用水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)作原(yuan)料生(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)熱(re)(re)(re)平衡(heng)(heng)的(de)衡(heng)(heng)算，熱(re)(re)(re)消耗(hao)的(de)比例如(ru)下(xia)：氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶體(ti)生(sheng)成熱(re)(re)(re)消耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮消耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成熱(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼的(de)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能損失值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數據可以(yi)看(kan)出(chu)，在電(dian)熔(rong)