電弧熔(rong)(rong)爐生產電熔(rong)(rong)氧化鎂(mei)的工(gong)藝流程主要(yao)包括(kuo)：原料配料、電弧熔(rong)(rong)融、破碎(sui)、選(xuan)別、粉碎(sui)、篩別、磁選(xuan)、分類包裝等(deng)。

(1)原料

我國有(you)豐富的(de)優質菱(ling)鎂礦石，氧化鎂含量(liang)高，又易(yi)于開采，因此，被廣泛用作電熔氧化鎂的(de)原料。采用菱(ling)鎂石作原料，碳(tan)酸鎂分(fen)解產(chan)生CO2氣體，由于有(you)大量(liang)氣體從(cong)爐內(nei)排(pai)出影響(xiang)著電熔過程的(de)進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化鎂(mei)的(de)(de)結(jie)晶帶的(de)(de)形成均有不(bu)利影響，由于大量塵料飛損(sun)，使物料損(sun)耗和能量消耗增高，也惡化了車(che)間生產環境。但由于優質菱鎂(mei)礦石容易(yi)獲得(de)，價格很低廉(lian)，所以，仍(reng)是我國電熔(rong)氧化鎂(mei)用(yong)得(de)最多最廣泛(fan)的(de)(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石中(zhong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的含(han)量(liang)高低和化學(xue)成分直(zhi)接(jie)(jie)影(ying)響到電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的質(zhi)量(liang)，同時(shi)在(zai)電熔(rong)過程中(zhong)也直(zhi)接(jie)(jie)影(ying)響到電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)得到的品(pin)級比(bi)(bi)例，因此，為了(le)保(bao)證電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的質(zhi)量(liang)和品(pin)級比(bi)(bi)例，必(bi)須對各種礦(kuang)石進行適當的配比(bi)(bi)后進行熔(rong)煉。

②水鎂(mei)石。我國的(de)(de)遼(liao)寧省水鎂(mei)石的(de)(de)礦(kuang)源非常豐富，水鎂(mei)石中氧化(hua)鎂(mei)含(han)量(liang)高于菱鎂(mei)礦(kuang)石。它也是一種制造電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)原料，部分(fen)(fen)地區水鎂(mei)石的(de)(de)化(hua)學成分(fen)(fen)見(jian)表(biao)2。

表(biao)2水鎂石的化學成分/%

③輕燒氧(yang)化鎂。以(yi)(yi)輕燒氧(yang)化鎂作為電熔氧(yang)化鎂原料，可以(yi)(yi)使生產(chan)環境得(de)到(dao)改善，可以(yi)(yi)降低(di)運輸費(fei)用。由(you)于(yu)電熔時排出氣體少，成(cheng)分也較均勻，對提(ti)高電熔氧(yang)化鎂質量有利。

我(wo)國有一些電熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以輕燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)球(qiu)料(liao)入(ru)爐電熔。輕燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量達到98%，以此料(liao)能生產出白色大結晶電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但(dan)由(you)于成(cheng)球(qiu)費用高，影響(xiang)生產成(cheng)本(ben)。目前，有的廠家采用反射(she)爐輕燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以一定的粒度加入(ru)熔爐電熔，電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的質(zhi)量比用菱鎂(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本(ben)又比用球(qiu)料(liao)作(zuo)原料(liao)時便宜(yi)，因而得到了一定的推廣。

④燒(shao)(shao)結(jie)(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)(wei)(wei)了某些電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)特殊要求，有時必(bi)須在(zai)電熔(rong)過程中采用燒(shao)(shao)結(jie)(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)(wei)電熔(rong)原料(liao)，如采用海水鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)(wei)電熔(rong)原料(liao)，一(yi)般首先(xian)利用處(chu)理海水和(he)石灰乳作(zuo)用生(sheng)產氫氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將(jiang)氫氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)(shao)成(cheng)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用其他方法也(ye)可(ke)以制得輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳(xiang)見工業氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)制取(qu)方法)，采用輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)(wei)原料(liao)生(sheng)產電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特爾(er)(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)(wei)(wei)，極少量(liang)的(de)雜質氣體(相(xiang)(xiang))也(ye)屬(shu)于晶(jing)(jing)體的(de)雜質，可(ke)明(ming)顯影響晶(jing)(jing)粒的(de)長(chang)大(da)。因為(wei)(wei)(wei)(wei)雜質相(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)用在(zai)于增加(jia)晶(jing)(jing)界(jie)運(yun)動所(suo)需的(de)能(neng)量(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)與第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)體能(neng)量(liang)降(jiang)低(di)，其降(jiang)低(di)量(liang)與第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面積成(cheng)正比(bi)，所(suo)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)二(er)(er)相(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并且當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)與第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)界(jie)必(bi)須變(bian)形，第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒長(chang)大(da)的(de)極限尺寸愈小。

另一方面為(wei)了降低電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂的(de)(de)顯氣(qi)孔率，也應盡量減少原(yuan)料氧(yang)化鎂的(de)(de)氣(qi)體排出(chu)，因此，采(cai)用(yong)燒結鎂砂電熔(rong)有其顯著優點。

⑤電熔氧(yang)化鎂單晶的(de)化學原料質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性是(shi)同原子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)(zi)力(li)學本性如(ru)離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)半(ban)徑(jing)的(de)尺(chi)寸(cun)，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電位數(shu)值(zhi)，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)外層結構(gou)等相(xiang)關聯。而氧化鎂的(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)、質量和(he)(he)電荷(he)、陽(yang)離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)(he)陰離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)結合(he)特性和(he)(he)強度、離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)極化作用、結晶構(gou)造等決定它是(shi)一高熔點化合(he)物。

氧化鎂的熔點和(he)結構參數(shu)：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構類(lei)型(xing)NaCl;配(pei)位數(shu)6;有效配(pei)位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造(zao)的(de)(de)(de)最重(zhong)要(yao)(yao)過(guo)(guo)程是由(you)各(ge)種(zhong)(zhong)鎂(mei)質(zhi)原料(liao)，通過(guo)(guo)各(ge)種(zhong)(zhong)形(xing)式的(de)(de)(de)加熱方法產生高溫使鎂(mei)質(zhi)材料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)體(ti)(ti)。要(yao)(yao)使氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)融(rong)，必須消(xiao)耗大(da)量的(de)(de)(de)熱能，以克(ke)服離子間的(de)(de)(de)引力。通過(guo)(guo)強大(da)電弧產生高溫而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)方法叫做(zuo)電弧熔(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程一般包(bao)括(kuo)熱的(de)(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)(ti)長大(da)等(deng)一系列物(wu)理化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)過(guo)(guo)程。

①脫水(shui)(shui)過(guo)程。用水(shui)(shui)鎂石作原料有(you)一(yi)脫水(shui)(shui)過(guo)程。水(shui)(shui)鎂石的(de)主要成分是(shi)(shi)氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)(shui)過(guo)程是(shi)(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過程(cheng)。用(yong)菱鎂礦(kuang)(kuang)作為(wei)原(yuan)料時有一個脫(tuo)碳過程(cheng)，脫(tuo)碳過程(cheng)包括兩個方(fang)面。一方(fang)面是(shi)菱鎂礦(kuang)(kuang)石的(de)熱分(fen)解，菱鎂礦(kuang)(kuang)石的(de)主要成分(fen)是(shi)碳酸(suan)鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由于在電(dian)(dian)熔過(guo)(guo)程中往(wang)往(wang)在原料氧(yang)化(hua)鎂中加入石墨粉末(mo)(mo)添加物(助劑)，在電(dian)(dian)熔爐(lu)起(qi)動過(guo)(guo)程中需(xu)在三電(dian)(dian)極(石墨電(dian)(dian)極)的(de)下端(duan)用石墨粉末(mo)(mo)鋪(pu)成三角(jiao)形(xing)或星形(xing)導線路，在通(tong)電(dian)(dian)過(guo)(guo)程中受熱燒(shao)損(sun)或完全燃燒(shao)除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化過程(cheng)(cheng)。熔(rong)(rong)化過程(cheng)(cheng)即氧化鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離(li)子和氧離(li)子在(zai)強電弧產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)(re)能(neng)作用(yong)下，克服單晶體(ti)中的(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)束縛，變(bian)成能(neng)自由運動的(de)(de)過程(cheng)(cheng)。也就是說(shuo)，氧化鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)到一定溫度(du)(熔(rong)(rong)點)就會由固體(ti)變(bian)成液體(ti)，叫熔(rong)(rong)化。在(zai)這一過程(cheng)(cheng)中需消(xiao)耗大量的(de)(de)電能(neng)。據電熔(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)者對用(yong)水(shui)鎂(mei)(mei)石作原料生(sheng)(sheng)產(chan)電熔(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗的(de)(de)比例(li)如下：氧化鎂(mei)(mei)晶體(ti)生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)消(xiao)耗值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂(sha)生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)耗值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水(shui)耗熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼的(de)(de)水(shui)耗熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面(mian)散熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電能(neng)損(sun)失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數(shu)據可以看(kan)出(chu)，在(zai)電熔(rong)(rong)