電(dian)弧(hu)熔爐生產(chan)電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)的(de)工藝流(liu)程主要包(bao)括：原料配料、電(dian)弧(hu)熔融、破碎(sui)(sui)、選別、粉碎(sui)(sui)、篩別、磁選、分類包(bao)裝(zhuang)等。

(1)原料

我國(guo)有豐富的優質菱鎂(mei)(mei)礦石，氧(yang)化鎂(mei)(mei)含量高，又易于(yu)開采，因(yin)此(ci)，被廣泛用(yong)作(zuo)電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的原料。采用(yong)菱鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料，碳酸(suan)鎂(mei)(mei)分(fen)解產生CO2氣體，由于(yu)有大量氣體從爐內排(pai)出影響著電熔(rong)過程(cheng)的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂(mei)的(de)(de)結晶帶的(de)(de)形(xing)成均有不利影響，由于大(da)量(liang)塵料飛損，使物料損耗和能量(liang)消耗增高，也惡(e)化了車間生產(chan)環境。但(dan)由于優質菱鎂(mei)礦石容易獲得(de)(de)，價格很(hen)低廉，所(suo)以，仍是(shi)我國電熔氧化鎂(mei)用得(de)(de)最多最廣泛的(de)(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石中氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)含量高低(di)和(he)化(hua)學成(cheng)分直接影(ying)響到(dao)電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量，同時在電(dian)熔過程中也直接影(ying)響到(dao)電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)得到(dao)的(de)品級(ji)(ji)比例，因此，為(wei)了保證(zheng)電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量和(he)品級(ji)(ji)比例，必須(xu)對各(ge)種礦(kuang)石進行(xing)適當(dang)的(de)配比后進行(xing)熔煉。

②水鎂(mei)石。我國的遼(liao)寧省水鎂(mei)石的礦源(yuan)非常豐富，水鎂(mei)石中氧(yang)(yang)化鎂(mei)含量(liang)高于菱(ling)鎂(mei)礦石。它(ta)也是一種制造電熔凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)的原料，部分(fen)(fen)地區(qu)水鎂(mei)石的化學成分(fen)(fen)見(jian)表2。

表2水鎂石的化學成(cheng)分/%

③輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)。以輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)作為(wei)電(dian)熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)原料，可(ke)以使生產環境得到(dao)改善，可(ke)以降低運輸費用。由于(yu)電(dian)熔時排出氣(qi)體少，成分(fen)也(ye)較均勻，對(dui)提(ti)高電(dian)熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)質量有(you)利(li)。

我國有(you)一些電熔凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)以輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)制成(cheng)球(qiu)料(liao)入(ru)爐(lu)電熔。輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)的氧(yang)(yang)化鎂(mei)含量達到(dao)98%，以此料(liao)能生(sheng)產出白色大結晶(jing)電熔氧(yang)(yang)化鎂(mei)。但(dan)由于成(cheng)球(qiu)費用(yong)(yong)高，影(ying)響生(sheng)產成(cheng)本(ben)。目前(qian)，有(you)的廠家采(cai)用(yong)(yong)反(fan)射(she)爐(lu)輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)，以一定的粒度加(jia)入(ru)熔爐(lu)電熔，電熔氧(yang)(yang)化鎂(mei)的質量比(bi)用(yong)(yong)菱鎂(mei)礦石(shi)好，成(cheng)本(ben)又比(bi)用(yong)(yong)球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜，因而得(de)到(dao)了一定的推(tui)廣。

④燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)砂(sha)。為(wei)了某些電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)特(te)殊要求，有(you)時必(bi)(bi)須在電熔過程中采用(yong)燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)電熔原料，如采用(yong)海水鎂(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)電熔原料，一般首先利用(yong)處理海水和石灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)生產氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)，將(jiang)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)煅燒(shao)(shao)成(cheng)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。用(yong)其(qi)他方(fang)法(fa)也可(ke)(ke)以(yi)制得輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)制取方(fang)法(fa))，采用(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)原料生產電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研究認(ren)為(wei)，極少量(liang)(liang)的(de)雜質氣體(ti)(相(xiang))也屬于(yu)(yu)晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)雜質，可(ke)(ke)明顯影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)長大(da)。因為(wei)雜質相(xiang)的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)在于(yu)(yu)增加(jia)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界運動(dong)所需的(de)能量(liang)(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界與第(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)能量(liang)(liang)降低，其(qi)降低量(liang)(liang)與第(di)二(er)相(xiang)橫(heng)截(jie)面積成(cheng)正比，所以(yi)必(bi)(bi)須提(ti)高晶(jing)(jing)(jing)(jing)界能，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界才能離開第(di)二(er)相(xiang)繼(ji)續運動(dong)。并且(qie)當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界與第(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時，與第(di)二(er)相(xiang)橫(heng)截(jie)面積相(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界必(bi)(bi)須變(bian)形，第(di)二(er)相(xiang)數量(liang)(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒長大(da)的(de)極限尺寸愈小。

另一方面為(wei)了降低電熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)顯氣(qi)孔(kong)率，也應盡量減少原料氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氣(qi)體排(pai)出，因此，采用燒結(jie)鎂(mei)(mei)砂電熔有其(qi)顯著(zhu)優點。

⑤電熔氧化鎂單(dan)晶的化學(xue)原料質量要(yao)求(qiu)：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特(te)性是同原子(zi)(zi)和(he)分(fen)子(zi)(zi)的(de)量(liang)子(zi)(zi)力學本性如離(li)(li)(li)子(zi)(zi)半徑的(de)尺寸，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電(dian)位數(shu)值，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電(dian)子(zi)(zi)外層(ceng)結(jie)構等(deng)相關(guan)聯。而(er)氧化鎂(mei)的(de)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)尺寸、質量(liang)和(he)電(dian)荷、陽離(li)(li)(li)子(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)結(jie)合特(te)性和(he)強度、離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)極(ji)化作(zuo)用、結(jie)晶構造等(deng)決定它(ta)是一(yi)高(gao)熔點化合物。

氧化鎂的熔(rong)點和結(jie)構(gou)(gou)參數(shu)：陽離子(zi)半徑0.074mm;陰離子(zi)半徑0.53mm;結(jie)構(gou)(gou)類型(xing)NaCl;配(pei)位數(shu)6;有效(xiao)配(pei)位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)(de)最重要過(guo)(guo)(guo)程是由各種鎂(mei)(mei)質(zhi)(zhi)原料，通過(guo)(guo)(guo)各種形式的(de)(de)加熱(re)方(fang)法(fa)產(chan)生(sheng)高溫(wen)使鎂(mei)(mei)質(zhi)(zhi)材料(MgO)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，變成(cheng)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)(rong)體。要使氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)(rong)融，必(bi)須消耗(hao)大量的(de)(de)熱(re)能，以克服離子(zi)間(jian)的(de)(de)引力。通過(guo)(guo)(guo)強大電弧產(chan)生(sheng)高溫(wen)而熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)方(fang)法(fa)叫做電弧熔(rong)(rong)(rong)融法(fa)。這個融化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)程一(yi)般包括(kuo)熱(re)的(de)(de)傳(chuan)導、脫水(shui)、脫碳、熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)、析(xi)晶、晶體長大等一(yi)系列物理化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)(guo)(guo)程。

①脫(tuo)水過(guo)程(cheng)。用(yong)水鎂(mei)石(shi)作原料有一脫(tuo)水過(guo)程(cheng)。水鎂(mei)石(shi)的主要成分是氫氧(yang)化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水過(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程(cheng)(cheng)。用菱鎂礦(kuang)作為(wei)原料時有(you)一個脫碳過程(cheng)(cheng)，脫碳過程(cheng)(cheng)包括兩(liang)個方面。一方面是(shi)菱鎂礦(kuang)石(shi)的熱分解，菱鎂礦(kuang)石(shi)的主要成分是(shi)碳酸(suan)鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一(yi)方(fang)面，由于在(zai)電(dian)熔(rong)過(guo)程中(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)原料氧化鎂中(zhong)加入(ru)石墨(mo)(mo)粉(fen)末添(tian)加物(助劑)，在(zai)電(dian)熔(rong)爐起(qi)動(dong)過(guo)程中(zhong)需(xu)在(zai)三電(dian)極(石墨(mo)(mo)電(dian)極)的下端用石墨(mo)(mo)粉(fen)末鋪成三角(jiao)形或星形導線路，在(zai)通電(dian)過(guo)程中(zhong)受熱燒(shao)損或完全燃(ran)燒(shao)除去石墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化過(guo)(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化過(guo)(guo)程(cheng)即氧化鎂(mei)(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)離(li)子和(he)氧離(li)子在強(qiang)電弧產生的(de)(de)熱(re)(re)能(neng)作用下，克服單(dan)晶(jing)(jing)體(ti)中(zhong)的(de)(de)晶(jing)(jing)格能(neng)的(de)(de)束縛，變(bian)成(cheng)(cheng)能(neng)自由運(yun)動的(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)。也(ye)就(jiu)(jiu)是說，氧化鎂(mei)(mei)(mei)加(jia)熱(re)(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)點)就(jiu)(jiu)會由固體(ti)變(bian)成(cheng)(cheng)液(ye)體(ti)，叫熔(rong)(rong)化。在這一過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)需(xu)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)(de)電能(neng)。據電熔(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)生產者對(dui)用水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石作原料生產電熔(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)比例如下：氧化鎂(mei)(mei)(mei)晶(jing)(jing)體(ti)生成(cheng)(cheng)熱(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生成(cheng)(cheng)熱(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼(ke)的(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子表面(mian)散(san)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走熱(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電能(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這些(xie)統計數據可(ke)以看(kan)出(chu)，在電熔(rong)(rong)