電弧(hu)(hu)熔(rong)爐(lu)生(sheng)產(chan)電熔(rong)氧化鎂的工藝流程(cheng)主要包(bao)括：原(yuan)料配料、電弧(hu)(hu)熔(rong)融(rong)、破碎、選別、粉碎、篩別、磁(ci)選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富的優(you)質菱鎂(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)含量(liang)高，又易于開采，因此，被廣泛用作電熔氧化(hua)鎂(mei)的原(yuan)料。采用菱鎂(mei)石作原(yuan)料，碳(tan)酸(suan)鎂(mei)分解產生CO2氣體(ti)，由于有大量(liang)氣體(ti)從(cong)爐內(nei)排出影響著電熔過程(cheng)的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)的結(jie)晶帶的形成均(jun)有不利影(ying)響(xiang)，由(you)于(yu)大量(liang)塵料飛損(sun)(sun)，使物料損(sun)(sun)耗和(he)能量(liang)消(xiao)耗增高(gao)，也惡化了車間生產環境。但由(you)于(yu)優質菱鎂(mei)礦石容易獲得，價(jia)格很低廉，所以，仍是(shi)我國(guo)電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)用(yong)得最多最廣泛的原(yuan)料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石中氧化(hua)鎂(mei)(mei)的含量高(gao)低(di)和化(hua)學(xue)成分直(zhi)接(jie)影響到電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的質量，同(tong)時(shi)在(zai)電熔(rong)過程中也直(zhi)接(jie)影響到電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)得到的品(pin)級比例，因此，為了保證電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的質量和品(pin)級比例，必須(xu)對各種礦石進(jin)行適當的配比后進(jin)行熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)。我(wo)國的遼(liao)寧省水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)的礦源非常豐富，水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)中氧化鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦石(shi)(shi)。它(ta)也是(shi)一(yi)種制造電熔凝氧化鎂(mei)的原料，部分(fen)地區水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)的化學成分(fen)見表(biao)2。

表(biao)2水鎂石的化學成分/%

③輕燒氧(yang)化鎂(mei)。以(yi)輕燒氧(yang)化鎂(mei)作(zuo)為電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)原料，可(ke)以(yi)使生產環境得到改善，可(ke)以(yi)降(jiang)低運(yun)輸費用。由于(yu)電(dian)熔(rong)時排出(chu)氣體少，成分也(ye)較均勻，對提高電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)質(zhi)量有利(li)。

我國有一些電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧化鎂以輕(qing)燒(shao)氧化鎂制(zhi)成球料(liao)入爐電(dian)熔(rong)(rong)(rong)。輕(qing)燒(shao)氧化鎂的(de)(de)氧化鎂含量達到98%，以此料(liao)能(neng)生(sheng)產出白色大結晶電(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧化鎂。但由于成球費用高，影響生(sheng)產成本。目前，有的(de)(de)廠家(jia)采用反(fan)射爐輕(qing)燒(shao)氧化鎂，以一定(ding)(ding)的(de)(de)粒度(du)加入熔(rong)(rong)(rong)爐電(dian)熔(rong)(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧化鎂的(de)(de)質量比用菱鎂礦石(shi)好，成本又比用球料(liao)作原料(liao)時便宜，因而得(de)到了一定(ding)(ding)的(de)(de)推廣(guang)。

④燒結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)(wei)(wei)了某些電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)特殊要求(qiu)，有(you)時(shi)必須在電(dian)(dian)熔過程(cheng)中(zhong)采用(yong)(yong)燒結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)(wei)電(dian)(dian)熔原(yuan)(yuan)料，如(ru)采用(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)(wei)電(dian)(dian)熔原(yuan)(yuan)料，一(yi)般(ban)首先利用(yong)(yong)處理海水和(he)石灰乳(ru)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)生(sheng)產氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒成(cheng)輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他(ta)方法(fa)也可以(yi)制(zhi)得輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)制(zhi)取(qu)方法(fa))，采用(yong)(yong)輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)(wei)原(yuan)(yuan)料生(sheng)產電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等研究認(ren)為(wei)(wei)(wei)(wei)，極少量(liang)的(de)(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)氣(qi)體(ti)(相(xiang)(xiang))也屬(shu)于晶(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)，可明顯影響晶(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)(de)(de)長大(da)。因為(wei)(wei)(wei)(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)在于增(zeng)加晶(jing)(jing)界(jie)運動所需的(de)(de)(de)(de)能量(liang)。當晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)體(ti)能量(liang)降低，其降低量(liang)與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)橫截面(mian)積成(cheng)正比，所以(yi)必須提(ti)高晶(jing)(jing)界(jie)能，晶(jing)(jing)界(jie)才(cai)能離開第(di)二相(xiang)(xiang)繼續(xu)運動。并且(qie)當晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)橫截面(mian)積相(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)必須變形，第(di)二相(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒(li)長大(da)的(de)(de)(de)(de)極限尺寸愈小。

另一(yi)方(fang)面為了降低電(dian)熔凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)顯(xian)(xian)氣孔率，也(ye)應盡量減少原料氧化鎂(mei)(mei)的(de)氣體排出，因此，采用(yong)燒結(jie)鎂(mei)(mei)砂電(dian)熔有(you)其顯(xian)(xian)著優點。

⑤電熔(rong)氧化鎂單(dan)晶的化學(xue)原(yuan)料質量要(yao)求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特性是同原子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)力學本(ben)性如(ru)離(li)子(zi)(zi)半(ban)徑的(de)(de)尺寸，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)位數值，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)外層結構等(deng)相(xiang)關聯(lian)。而氧化(hua)鎂的(de)(de)離(li)子(zi)(zi)尺寸、質量和電(dian)荷、陽離(li)子(zi)(zi)和陰(yin)離(li)子(zi)(zi)之間的(de)(de)結合(he)特性和強度、離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)極化(hua)作用、結晶構造等(deng)決定它(ta)是一高熔(rong)點化(hua)合(he)物。

氧化鎂(mei)的熔點和結(jie)構(gou)參(can)數：陽(yang)離子半(ban)徑0.074mm;陰離子半(ban)徑0.53mm;結(jie)構(gou)類型NaCl;配(pei)位數6;有效配(pei)位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂制造(zao)的(de)(de)最重(zhong)要過程(cheng)是由各種鎂質原料，通過各種形式(shi)的(de)(de)加熱(re)方法(fa)產生高溫使鎂質材料(MgO)熔化(hua)(hua)(hua)(hua)，變成(cheng)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂熔體(ti)。要使氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂熔融(rong)(rong)(rong)，必須(xu)消耗大量的(de)(de)熱(re)能(neng)，以克服離子(zi)間的(de)(de)引力。通過強大電(dian)弧產生高溫而熔化(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)方法(fa)叫做電(dian)弧熔融(rong)(rong)(rong)法(fa)。這個(ge)融(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過程(cheng)一般(ban)包括(kuo)熱(re)的(de)(de)傳導(dao)、脫水、脫碳、熔化(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)長(chang)大等(deng)一系列物(wu)理化(hua)(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過程(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)過(guo)(guo)程。用(yong)水(shui)鎂石(shi)作原(yuan)料(liao)有一脫(tuo)水(shui)過(guo)(guo)程。水(shui)鎂石(shi)的主(zhu)要成分是(shi)氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過(guo)(guo)程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)碳過(guo)程(cheng)(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)(mei)礦作為原料(liao)時有一個脫(tuo)(tuo)碳過(guo)程(cheng)(cheng)，脫(tuo)(tuo)碳過(guo)程(cheng)(cheng)包括兩個方面。一方面是(shi)(shi)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石的(de)熱分(fen)解，菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石的(de)主要(yao)成分(fen)是(shi)(shi)碳酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方(fang)面，由于在(zai)電熔過(guo)程(cheng)(cheng)中往(wang)往(wang)在(zai)原料氧化鎂中加(jia)入(ru)石墨(mo)(mo)粉末添加(jia)物(助劑)，在(zai)電熔爐起動過(guo)程(cheng)(cheng)中需在(zai)三(san)電極(ji)(石墨(mo)(mo)電極(ji))的下(xia)端(duan)用(yong)石墨(mo)(mo)粉末鋪成三(san)角形或(huo)星形導(dao)線路，在(zai)通(tong)電過(guo)程(cheng)(cheng)中受(shou)熱燒(shao)損或(huo)完全燃(ran)燒(shao)除(chu)去石墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程。熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程即(ji)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)中(zhong)(zhong)鎂(mei)離子(zi)和氧離子(zi)在強電(dian)弧產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)能作用下，克服單晶體(ti)中(zhong)(zhong)的(de)(de)晶格能的(de)(de)束縛(fu)，變成(cheng)(cheng)能自由運(yun)動的(de)(de)過(guo)程。也就(jiu)是(shi)說，氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)到一定溫(wen)度(du)(熔(rong)點(dian))就(jiu)會由固體(ti)變成(cheng)(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)(hua)。在這一過(guo)程中(zhong)(zhong)需(xu)消耗(hao)大(da)量的(de)(de)電(dian)能。據電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產(chan)(chan)者對用水(shui)鎂(mei)石作原料生(sheng)產(chan)(chan)電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱(re)(re)平(ping)衡(heng)(heng)的(de)(de)衡(heng)(heng)算，熱(re)(re)消耗(hao)的(de)(de)比例如下：氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)晶體(ti)生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)消耗(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散(san)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據可以看(kan)出，在電(dian)熔(rong)