電(dian)弧熔爐生產電(dian)熔氧化鎂的(de)工藝(yi)流(liu)程(cheng)主要包括(kuo)：原料配料、電(dian)弧熔融、破(po)碎、選別、粉碎、篩別、磁(ci)選、分類包裝等。

(1)原料

我(wo)國有豐富的(de)優(you)質菱鎂礦(kuang)石，氧化鎂含量高(gao)，又易于開采，因(yin)此，被廣泛用作電(dian)(dian)熔氧化鎂的(de)原料(liao)。采用菱鎂石作原料(liao)，碳(tan)酸鎂分解產生CO2氣體(ti)，由于有大量氣體(ti)從爐(lu)內排出影響著(zhu)電(dian)(dian)熔過(guo)程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)結晶(jing)帶(dai)的(de)(de)形成(cheng)均有(you)不(bu)利(li)影響，由于大量塵料(liao)飛損(sun)，使(shi)物料(liao)損(sun)耗(hao)和能量消耗(hao)增高，也惡(e)化(hua)了車間生產環境。但由于優質菱鎂(mei)礦石容(rong)易獲得，價(jia)格很(hen)低廉，所以，仍是我(wo)國電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)用得最(zui)多最(zui)廣泛的(de)(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石中(zhong)氧(yang)化鎂(mei)的含(han)量高低和化學成(cheng)分直(zhi)接(jie)影響到(dao)電熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化鎂(mei)的質量，同時在(zai)電熔(rong)(rong)過程(cheng)中(zhong)也直(zhi)接(jie)影響到(dao)電熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化鎂(mei)得(de)到(dao)的品級比例，因此，為了保證電熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化鎂(mei)的質量和品級比例，必須對各(ge)種礦(kuang)石進(jin)行(xing)適(shi)當的配比后進(jin)行(xing)熔(rong)(rong)煉。

②水鎂(mei)石(shi)。我國的遼寧省水鎂(mei)石(shi)的礦(kuang)源非常(chang)豐富，水鎂(mei)石(shi)中(zhong)氧化鎂(mei)含量高(gao)于菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)。它也是一(yi)種(zhong)制(zhi)造電熔凝氧化鎂(mei)的原料，部(bu)分地區水鎂(mei)石(shi)的化學(xue)成分見表(biao)2。

表2水(shui)鎂石的化學成分/%

③輕燒(shao)氧化鎂(mei)。以輕燒(shao)氧化鎂(mei)作為(wei)電熔(rong)氧化鎂(mei)原料，可(ke)以使生產環境得到改善，可(ke)以降(jiang)低運(yun)輸費用。由于電熔(rong)時排(pai)出氣體少，成(cheng)分也較均(jun)勻(yun)，對提高電熔(rong)氧化鎂(mei)質(zhi)量有利(li)。

我國(guo)有一些電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)以輕燒氧化(hua)鎂(mei)制成(cheng)球(qiu)料(liao)入爐電(dian)熔(rong)。輕燒氧化(hua)鎂(mei)的(de)氧化(hua)鎂(mei)含量(liang)達到98%，以此料(liao)能生產出白色大結晶電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)。但由(you)于成(cheng)球(qiu)費(fei)用(yong)高(gao)，影響生產成(cheng)本(ben)。目前，有的(de)廠家采用(yong)反(fan)射(she)爐輕燒氧化(hua)鎂(mei)，以一定的(de)粒度加入熔(rong)爐電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)比用(yong)菱(ling)鎂(mei)礦石好(hao)，成(cheng)本(ben)又比用(yong)球(qiu)料(liao)作原料(liao)時(shi)便(bian)宜，因(yin)而得到了一定的(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了某些電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)特(te)殊要求，有(you)時(shi)必須在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)過(guo)程中(zhong)采(cai)用(yong)(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料，如采(cai)用(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料，一般首(shou)先(xian)利用(yong)(yong)處理海水和(he)石灰乳作(zuo)用(yong)(yong)生產氫氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)(shao)成(cheng)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他(ta)方(fang)法也(ye)可以制得輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)制取方(fang)法)，采(cai)用(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原(yuan)料生產電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和(he)拉(la)特(te)爾(Ruttere)等研究(jiu)認為(wei)(wei)，極少量的(de)雜(za)質氣體(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于(yu)晶(jing)體的(de)雜(za)質，可明顯影響(xiang)晶(jing)粒(li)(li)的(de)長(chang)(chang)大。因為(wei)(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)用(yong)(yong)在(zai)于(yu)增(zeng)加晶(jing)界(jie)運(yun)動所(suo)需的(de)能量。當(dang)晶(jing)界(jie)與第二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)體能量降低(di)(di)，其降低(di)(di)量與第二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截面積(ji)成(cheng)正比，所(suo)以必須提高晶(jing)界(jie)能，晶(jing)界(jie)才能離開第二(er)相(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并(bing)且當(dang)晶(jing)界(jie)與第二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與第二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截面積(ji)相(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)界(jie)必須變形，第二(er)相(xiang)(xiang)數量愈多，晶(jing)粒(li)(li)長(chang)(chang)大的(de)極限(xian)尺寸(cun)愈小。

另一方面為(wei)了降低電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的顯(xian)(xian)氣(qi)孔(kong)率，也(ye)應(ying)盡量減少(shao)原料氧(yang)化(hua)鎂(mei)的氣(qi)體(ti)排出，因此(ci)，采用燒(shao)結鎂(mei)砂電熔(rong)有其顯(xian)(xian)著優點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶的(de)化(hua)學原料質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是(shi)同原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)和分子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)(zi)力學本性(xing)如離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺寸，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)(dian)位數(shu)值，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)外層(ceng)結構等(deng)相關(guan)聯。而氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸、質量和電(dian)(dian)荷、陽離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和陰離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)結合特(te)性(xing)和強度、離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極化(hua)作用、結晶(jing)構造等(deng)決(jue)定它是(shi)一高(gao)熔點化(hua)合物(wu)。

氧化鎂的熔點和結構參數(shu)：陽(yang)離子(zi)半徑(jing)0.074mm;陰離子(zi)半徑(jing)0.53mm;結構類型(xing)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)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造(zao)的(de)(de)最重要(yao)過程(cheng)(cheng)(cheng)是由各種鎂(mei)(mei)質(zhi)原料，通過各種形式(shi)的(de)(de)加熱(re)方(fang)法(fa)(fa)產生(sheng)(sheng)高(gao)溫使(shi)鎂(mei)(mei)質(zhi)材(cai)料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)體(ti)。要(yao)使(shi)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)融(rong)，必須(xu)消耗大(da)量(liang)的(de)(de)熱(re)能(neng)，以克(ke)服離子間的(de)(de)引力。通過強大(da)電弧(hu)產生(sheng)(sheng)高(gao)溫而熔(rong)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)叫做電弧(hu)熔(rong)融(rong)法(fa)(fa)。這個融(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)(cheng)一(yi)般(ban)包括(kuo)熱(re)的(de)(de)傳導(dao)、脫水(shui)、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)長(chang)大(da)等一(yi)系列物理(li)化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)(de)過程(cheng)(cheng)(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)(shui)過程(cheng)。用水(shui)(shui)鎂石(shi)作原料(liao)有(you)一脫(tuo)水(shui)(shui)過程(cheng)。水(shui)(shui)鎂石(shi)的主(zhu)要(yao)成分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)(shui)過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)。用菱鎂(mei)(mei)礦作(zuo)為原料時有一個脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)包括兩個方面(mian)。一方面(mian)是(shi)菱鎂(mei)(mei)礦石的(de)熱分(fen)解，菱鎂(mei)(mei)礦石的(de)主(zhu)要成分(fen)是(shi)碳(tan)酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由(you)于在(zai)電熔過程(cheng)中(zhong)往往在(zai)原料(liao)氧(yang)化鎂中(zhong)加入石墨粉(fen)末添(tian)加物(助劑)，在(zai)電熔爐(lu)起動過程(cheng)中(zhong)需在(zai)三電極(ji)(石墨電極(ji))的下端(duan)用石墨粉(fen)末鋪(pu)成三角形或星形導線路，在(zai)通電過程(cheng)中(zhong)受熱燒損或完全燃燒除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)即氧化(hua)鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離子(zi)和氧離子(zi)在強電弧產生(sheng)的(de)熱能(neng)作用(yong)下(xia)，克服單晶體(ti)(ti)(ti)中的(de)晶格(ge)能(neng)的(de)束縛，變(bian)成能(neng)自由運(yun)動的(de)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。也(ye)就是說，氧化(hua)鎂(mei)(mei)加熱到一定溫度(du)(熔(rong)(rong)點)就會由固體(ti)(ti)(ti)變(bian)成液體(ti)(ti)(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)。在這(zhe)一過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中需消(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)電能(neng)。據電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)產者(zhe)對用(yong)水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石作原(yuan)料(liao)生(sheng)產電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)熱平(ping)衡的(de)衡算，熱消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)比例如下(xia)：氧化(hua)鎂(mei)(mei)晶體(ti)(ti)(ti)生(sheng)成熱消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮(pi)消(xiao)耗(hao)(hao)熱值(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成熱耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水(shui)(shui)耗(hao)(hao)熱值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼的(de)水(shui)(shui)耗(hao)(hao)熱值(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散(san)熱值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走熱值(zhi)(zhi)28.8%。電能(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計(ji)數據可以看出(chu)，在電熔(rong)(rong)