電(dian)(dian)弧熔爐生產電(dian)(dian)熔氧化鎂的工藝流程主(zhu)要(yao)包(bao)括：原料配料、電(dian)(dian)弧熔融、破(po)碎、選(xuan)別、粉碎、篩別、磁選(xuan)、分類(lei)包(bao)裝等。

(1)原料

我(wo)國(guo)有豐富的優(you)質菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)，氧(yang)化鎂(mei)含量(liang)高，又(you)易于(yu)(yu)開采(cai)，因(yin)此(ci)，被廣(guang)泛用(yong)作電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂(mei)的原料(liao)。采(cai)用(yong)菱(ling)鎂(mei)石(shi)作原料(liao)，碳酸(suan)鎂(mei)分解產生CO2氣體，由于(yu)(yu)有大量(liang)氣體從爐內排出影響著電(dian)(dian)熔(rong)(rong)過程的進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的結晶(jing)帶的形(xing)成均有(you)不利影(ying)響，由于(yu)(yu)大量(liang)塵(chen)料飛損，使(shi)物料損耗和能(neng)量(liang)消(xiao)耗增(zeng)高，也惡化(hua)了車間(jian)生產環(huan)境。但由于(yu)(yu)優質菱鎂(mei)礦石(shi)容易獲得，價格很低廉，所以，仍(reng)是(shi)我國電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)用(yong)得最多最廣(guang)泛的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石中(zhong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的含量高低和(he)(he)化(hua)(hua)學成分直接(jie)影(ying)響到(dao)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的質量，同時在電(dian)熔(rong)過(guo)程中(zhong)也直接(jie)影(ying)響到(dao)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)得到(dao)的品級比(bi)(bi)例(li)，因此，為(wei)了保證電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的質量和(he)(he)品級比(bi)(bi)例(li)，必須對各種礦(kuang)石進(jin)行(xing)(xing)適當的配比(bi)(bi)后進(jin)行(xing)(xing)熔(rong)煉。

②水鎂(mei)石(shi)。我(wo)國的遼寧省水鎂(mei)石(shi)的礦源非常豐富，水鎂(mei)石(shi)中氧化鎂(mei)含量高于(yu)菱鎂(mei)礦石(shi)。它(ta)也(ye)是(shi)一種制造電熔凝氧化鎂(mei)的原料(liao)，部分地區水鎂(mei)石(shi)的化學成(cheng)分見表2。

表2水鎂石的化學成(cheng)分/%

③輕燒氧化(hua)鎂。以(yi)輕燒氧化(hua)鎂作為電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂原料(liao)，可以(yi)使生產環境得到改善，可以(yi)降低(di)運輸(shu)費用。由于電(dian)熔(rong)時排出(chu)氣(qi)體少(shao)，成分(fen)也較均(jun)勻，對提高電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂質量有利。

我(wo)國(guo)有(you)一(yi)些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化鎂以(yi)輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化鎂制成球(qiu)料入(ru)爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)。輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化鎂的(de)氧(yang)(yang)(yang)化鎂含(han)量達到98%，以(yi)此料能生產出白色大結晶電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化鎂。但由于(yu)成球(qiu)費用高，影響生產成本(ben)。目前，有(you)的(de)廠家采用反射爐(lu)輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化鎂，以(yi)一(yi)定(ding)的(de)粒度加入(ru)熔(rong)爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化鎂的(de)質量比(bi)用菱鎂礦石好，成本(ben)又比(bi)用球(qiu)料作原料時便(bian)宜，因而得到了(le)一(yi)定(ding)的(de)推廣(guang)。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了某(mou)些電熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)特(te)(te)殊要求，有時必(bi)須在(zai)(zai)電熔過(guo)程(cheng)中采用(yong)(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電熔原(yuan)料，如(ru)采用(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電熔原(yuan)料，一般(ban)首先利用(yong)(yong)處理海水和石灰乳作(zuo)用(yong)(yong)生產氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將(jiang)氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方法也(ye)可以制(zhi)得輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)制(zhi)取方法)，采用(yong)(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原(yuan)料生產電熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉(la)特(te)(te)爾(Ruttere)等研究(jiu)認為(wei)(wei)，極少量(liang)的(de)(de)雜質氣體(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)體的(de)(de)雜質，可明顯(xian)影響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)長大。因為(wei)(wei)雜質相(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)在(zai)(zai)于增加晶(jing)(jing)界(jie)運動所需的(de)(de)能(neng)量(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)與第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)體能(neng)量(liang)降低(di)，其降低(di)量(liang)與第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截面積成正比，所以必(bi)須提高晶(jing)(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)才能(neng)離開第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼續(xu)運動。并且當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)與第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)必(bi)須變(bian)形，第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒長大的(de)(de)極限尺寸(cun)愈小。

另一(yi)方面為了(le)降低電熔凝氧化鎂的顯(xian)(xian)氣(qi)孔率，也應盡(jin)量減少原料(liao)氧化鎂的氣(qi)體排出，因(yin)此(ci)，采用燒結鎂砂(sha)電熔有其顯(xian)(xian)著優點。

⑤電熔氧化(hua)鎂(mei)單晶(jing)的化(hua)學(xue)原(yuan)料質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性(xing)是同原子(zi)和(he)分子(zi)的量子(zi)力學本(ben)性(xing)如(ru)離(li)(li)子(zi)半(ban)徑的尺(chi)寸(cun)，離(li)(li)子(zi)的電(dian)位數值，離(li)(li)子(zi)的電(dian)子(zi)外層結構(gou)等相(xiang)關聯。而氧化(hua)鎂的離(li)(li)子(zi)尺(chi)寸(cun)、質(zhi)量和(he)電(dian)荷、陽離(li)(li)子(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)之間的結合特性(xing)和(he)強度、離(li)(li)子(zi)的極化(hua)作(zuo)用、結晶構(gou)造等決定它是一高熔點化(hua)合物。

氧化鎂的熔點和結(jie)構參數：陽離(li)子半徑0.074mm;陰離(li)子半徑0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配位(wei)數6;有效配位(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制造的最重要(yao)過程是由(you)各種鎂(mei)(mei)(mei)質(zhi)原(yuan)料，通過各種形式(shi)的加熱(re)方(fang)(fang)法產生(sheng)高溫使鎂(mei)(mei)(mei)質(zhi)材料(MgO)熔化(hua)，變成氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔體(ti)。要(yao)使氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔融(rong)，必須消耗大量的熱(re)能，以克服離子間的引力。通過強(qiang)大電(dian)弧(hu)(hu)產生(sheng)高溫而熔化(hua)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的方(fang)(fang)法叫(jiao)做電(dian)弧(hu)(hu)熔融(rong)法。這個融(rong)化(hua)過程一(yi)般包括(kuo)熱(re)的傳導、脫水(shui)、脫碳、熔化(hua)、析晶、晶體(ti)長大等一(yi)系列物理化(hua)學變化(hua)的過程。

①脫水(shui)過(guo)程。用(yong)水(shui)鎂石(shi)作原料有(you)一脫水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂石(shi)的主要成分是氫氧化(hua)鎂Mg(OH)2。其(qi)脫水(shui)過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)程。用菱鎂(mei)(mei)(mei)礦作為原料時有一(yi)(yi)個(ge)(ge)脫(tuo)碳(tan)過(guo)程，脫(tuo)碳(tan)過(guo)程包括兩(liang)個(ge)(ge)方(fang)面(mian)(mian)。一(yi)(yi)方(fang)面(mian)(mian)是菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石的(de)熱分解(jie)，菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石的(de)主要成分是碳(tan)酸鎂(mei)(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電(dian)熔(rong)過程中往往在(zai)原料氧化鎂中加入石墨粉末(mo)添加物(助劑(ji))，在(zai)電(dian)熔(rong)爐起(qi)動過程中需在(zai)三電(dian)極(石墨電(dian)極)的下端(duan)用石墨粉末(mo)鋪成三角(jiao)形或(huo)星(xing)形導(dao)線(xian)路，在(zai)通電(dian)過程中受(shou)熱燒損或(huo)完全燃燒除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)過程(cheng)。熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)過程(cheng)即(ji)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)中(zhong)(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)離子(zi)和氧(yang)(yang)離子(zi)在強電(dian)(dian)弧產生(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)能(neng)作用(yong)下，克服單晶(jing)體中(zhong)(zhong)的(de)(de)晶(jing)格能(neng)的(de)(de)束縛，變成能(neng)自由(you)運動的(de)(de)過程(cheng)。也就(jiu)是說，氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)加(jia)熱(re)(re)到一(yi)定溫度(du)(熔(rong)(rong)(rong)(rong)點)就(jiu)會由(you)固體變成液體，叫熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)。在這(zhe)一(yi)過程(cheng)中(zhong)(zhong)需消(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)。據電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)生(sheng)產者對用(yong)水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)作原料生(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)(re)平衡(heng)的(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)比例(li)如(ru)下：氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)晶(jing)體生(sheng)成熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂(sha)生(sheng)成熱(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)卻水耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐(lu)殼的(de)(de)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表面(mian)散(san)熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶走熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損失值(zhi)3.2%，從這(zhe)些(xie)統計數據可以看出，在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)