電弧熔(rong)爐(lu)生(sheng)產(chan)電熔(rong)氧化鎂的工藝流程(cheng)主要(yao)包(bao)括：原(yuan)料(liao)配料(liao)、電弧熔(rong)融、破碎、選(xuan)別、粉碎、篩別、磁選(xuan)、分(fen)類包(bao)裝等。

(1)原料

我國(guo)有豐富(fu)的優質菱鎂(mei)礦石(shi)，氧化鎂(mei)含(han)量高，又(you)易(yi)于開(kai)采，因(yin)此(ci)，被廣泛用作(zuo)電熔氧化鎂(mei)的原料。采用菱鎂(mei)石(shi)作(zuo)原料，碳(tan)酸鎂(mei)分(fen)解產生CO2氣(qi)體，由于有大量氣(qi)體從爐內排出(chu)影(ying)響著電熔過(guo)程的進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的結晶帶的形成均有不(bu)利影響，由于(yu)大量(liang)塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗和能(neng)量(liang)消耗增高，也惡化(hua)了車間生產環境。但由于(yu)優(you)質菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石容易獲(huo)得，價格很低廉，所以，仍是我國電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)用得最多最廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)石中氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)含量高低(di)和化學成分直接(jie)影(ying)(ying)響到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)質量，同時在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)過程中也(ye)直接(jie)影(ying)(ying)響到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化鎂(mei)得到(dao)的(de)(de)品(pin)級(ji)比例，因(yin)此，為了(le)保證電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)質量和品(pin)級(ji)比例，必須對各種礦(kuang)石進行適(shi)當(dang)的(de)(de)配比后(hou)進行熔(rong)(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)。我國的(de)(de)遼寧(ning)省水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)的(de)(de)礦源非(fei)常豐富，水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)中氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦石(shi)。它(ta)也(ye)是一種制造電熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)原料，部分地區水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)的(de)(de)化(hua)學成(cheng)分見(jian)表2。

表(biao)2水鎂(mei)石(shi)的化學成分/%

③輕燒(shao)氧(yang)化鎂。以輕燒(shao)氧(yang)化鎂作(zuo)為(wei)電熔(rong)氧(yang)化鎂原料，可以使生(sheng)產環(huan)境得(de)到(dao)改善(shan)，可以降低運輸(shu)費用(yong)。由于(yu)電熔(rong)時排出氣體(ti)少(shao)，成分也較均勻(yun)，對提高電熔(rong)氧(yang)化鎂質(zhi)量有利。

我國(guo)有一(yi)(yi)些(xie)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以(yi)輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制成球(qiu)料入(ru)爐電(dian)熔(rong)。輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量(liang)達到98%，以(yi)此料能生(sheng)產(chan)(chan)出白色(se)大結晶電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但由于成球(qiu)費用(yong)高，影響生(sheng)產(chan)(chan)成本。目前，有的(de)廠(chang)家采用(yong)反射爐輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以(yi)一(yi)(yi)定的(de)粒度加(jia)入(ru)熔(rong)爐電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量(liang)比用(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石好，成本又(you)比用(yong)球(qiu)料作原料時便宜，因而得到了一(yi)(yi)定的(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了某些電熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)特殊要求，有時必須(xu)(xu)在電熔(rong)過程中采(cai)用(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電熔(rong)原(yuan)料，如采(cai)用(yong)海水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電熔(rong)原(yuan)料，一般首(shou)先利用(yong)處理海水(shui)(shui)和石灰乳作(zuo)用(yong)生產氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)成輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)其他方法(fa)也可(ke)以制得(de)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)制取(qu)方法(fa))，采(cai)用(yong)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原(yuan)料生產電熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(tuo)(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)(wei)，極少量(liang)的(de)(de)(de)雜(za)質氣體(ti)(ti)(相(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)雜(za)質，可(ke)明顯影響(xiang)晶(jing)粒的(de)(de)(de)長(chang)大(da)。因為(wei)(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)在于(yu)增加晶(jing)界(jie)(jie)運(yun)(yun)動(dong)所需的(de)(de)(de)能量(liang)。當晶(jing)界(jie)(jie)與第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)體(ti)(ti)能量(liang)降低，其降低量(liang)與第(di)二相(xiang)(xiang)橫截面積(ji)成正比(bi)，所以必須(xu)(xu)提高晶(jing)界(jie)(jie)能，晶(jing)界(jie)(jie)才能離開第(di)二相(xiang)(xiang)繼(ji)續運(yun)(yun)動(dong)。并且當晶(jing)界(jie)(jie)與第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與第(di)二相(xiang)(xiang)橫截面積(ji)相(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)(de)晶(jing)界(jie)(jie)必須(xu)(xu)變(bian)形，第(di)二相(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)愈多，晶(jing)粒長(chang)大(da)的(de)(de)(de)極限尺寸愈小。

另一(yi)方面(mian)為了降(jiang)低電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的顯氣孔(kong)率，也(ye)應盡量減少原料氧(yang)化(hua)鎂(mei)的氣體排出，因(yin)此(ci)，采用燒(shao)結(jie)鎂(mei)砂(sha)電熔(rong)有其顯著優點。

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

(3)電弧熔融

這些特性是同原子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和分子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)力學(xue)本性如(ru)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)半(ban)徑的(de)(de)尺寸(cun)，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電位(wei)數(shu)值，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)外層結構等相關聯(lian)。而氧化(hua)鎂的(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸(cun)、質量(liang)和電荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和陰離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)結合(he)特性和強度、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極(ji)化(hua)作(zuo)用(yong)、結晶(jing)構造(zao)等決定它是一高熔點化(hua)合(he)物。

氧化鎂(mei)的熔點和結(jie)構(gou)參數(shu)：陽離子(zi)半徑(jing)0.074mm;陰離子(zi)半徑(jing)0.53mm;結(jie)構(gou)類型NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)制(zhi)造的(de)(de)(de)最(zui)重要過程(cheng)是由(you)各種鎂(mei)(mei)質原(yuan)料，通過各種形式的(de)(de)(de)加熱方法產(chan)生高(gao)(gao)溫(wen)(wen)使鎂(mei)(mei)質材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)，變成(cheng)氧化(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)體。要使氧化(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)融(rong)，必須(xu)消(xiao)耗大(da)量的(de)(de)(de)熱能，以克服離子(zi)間(jian)的(de)(de)(de)引力。通過強(qiang)大(da)電弧(hu)產(chan)生高(gao)(gao)溫(wen)(wen)而熔(rong)(rong)化(hua)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)方法叫做電弧(hu)熔(rong)(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)過程(cheng)一般包括熱的(de)(de)(de)傳導(dao)、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)(rong)化(hua)、析(xi)晶、晶體長(chang)大(da)等一系列物理(li)化(hua)學(xue)變化(hua)的(de)(de)(de)過程(cheng)。

①脫(tuo)水過程。用水鎂石作原料有一脫(tuo)水過程。水鎂石的主要成分是氫氧化(hua)鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)過程。用菱鎂(mei)(mei)礦作為原料時有一個(ge)脫碳(tan)(tan)過程，脫碳(tan)(tan)過程包括兩個(ge)方面(mian)(mian)。一方面(mian)(mian)是(shi)菱鎂(mei)(mei)礦石的熱分解，菱鎂(mei)(mei)礦石的主要成分是(shi)碳(tan)(tan)酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電熔(rong)過程(cheng)中往往在(zai)原料(liao)氧化鎂中加入(ru)石(shi)墨(mo)(mo)粉末(mo)(mo)添加物(助劑)，在(zai)電熔(rong)爐起動過程(cheng)中需在(zai)三(san)電極(ji)(石(shi)墨(mo)(mo)電極(ji))的下端用石(shi)墨(mo)(mo)粉末(mo)(mo)鋪(pu)成三(san)角形或(huo)星形導線路，在(zai)通電過程(cheng)中受(shou)熱燒損或(huo)完全(quan)燃燒除去石(shi)墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過程。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過程即氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子(zi)和氧(yang)(yang)離子(zi)在強電弧產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)能(neng)(neng)作(zuo)用下(xia)，克(ke)服單晶(jing)體中(zhong)的(de)(de)(de)晶(jing)格能(neng)(neng)的(de)(de)(de)束縛，變(bian)成(cheng)能(neng)(neng)自由(you)運動(dong)的(de)(de)(de)過程。也就是(shi)說(shuo)，氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)加(jia)熱(re)(re)到(dao)一定(ding)溫(wen)度(熔(rong)(rong)(rong)點)就會由(you)固體變(bian)成(cheng)液體，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)。在這一過程中(zhong)需(xu)消(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)(de)(de)電能(neng)(neng)。據電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)者對用水鎂(mei)石作(zuo)原料生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)平衡(heng)的(de)(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)(de)比例如(ru)下(xia)：氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)晶(jing)體生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)卻(que)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻(que)爐殼的(de)(de)(de)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電能(neng)(neng)損失值(zhi)3.2%，從這些統計數據可以看出，在電熔(rong)(rong)(rong)