電(dian)弧熔爐生產電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂的工藝流程主要包括(kuo)：原料配料、電(dian)弧熔融、破(po)碎、選(xuan)別、粉碎、篩別、磁選(xuan)、分類包裝等。

(1)原料

我國有豐(feng)富的(de)優質菱(ling)(ling)鎂礦石，氧化(hua)鎂含(han)量高，又易于開(kai)采，因此，被(bei)廣(guang)泛用作(zuo)電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂的(de)原(yuan)(yuan)料。采用菱(ling)(ling)鎂石作(zuo)原(yuan)(yuan)料，碳(tan)酸鎂分解產生(sheng)CO2氣體，由于有大量氣體從爐(lu)內排出影響著電(dian)熔(rong)過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂(mei)的結晶帶(dai)的形成均有不利影響，由于大量塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗(hao)(hao)和能量消(xiao)耗(hao)(hao)增高，也惡化了車間生(sheng)產環境。但由于優質菱鎂(mei)礦(kuang)石容易獲(huo)得，價格很低廉，所以(yi)，仍(reng)是(shi)我國電熔氧化鎂(mei)用得最多(duo)最廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)。菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)石(shi)(shi)中氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)含量(liang)高(gao)低和化(hua)(hua)(hua)學(xue)成(cheng)分(fen)直接影響到(dao)電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)質量(liang)，同(tong)時(shi)在電熔(rong)過(guo)程中也直接影響到(dao)電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)得到(dao)的(de)品級比(bi)例(li)，因此，為了保證電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)質量(liang)和品級比(bi)例(li)，必須對(dui)各種礦(kuang)(kuang)石(shi)(shi)進行適當的(de)配(pei)比(bi)后(hou)進行熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)。我(wo)國的(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)礦(kuang)源非常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)中氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量高(gao)于菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)。它也(ye)是一種制造電熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原料，部分(fen)地區水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)化(hua)學成分(fen)見表2。

表(biao)2水鎂石的化學成(cheng)分/%

③輕燒氧化(hua)鎂(mei)。以(yi)輕燒氧化(hua)鎂(mei)作為電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)原料(liao)，可(ke)以(yi)使生產(chan)環境得到改(gai)善(shan)，可(ke)以(yi)降低(di)運輸(shu)費用。由于電熔(rong)時排出氣體少，成分也較均(jun)勻，對提高電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)質量(liang)有利(li)。

我國有一些(xie)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)以(yi)輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)制(zhi)成(cheng)(cheng)球(qiu)(qiu)料(liao)入爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)。輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)化鎂(mei)(mei)含量(liang)達到98%，以(yi)此料(liao)能生產出(chu)白色大結晶電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)。但由(you)于(yu)成(cheng)(cheng)球(qiu)(qiu)費用(yong)(yong)高，影(ying)響生產成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)。目前，有的(de)廠家采用(yong)(yong)反射(she)爐(lu)輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)，以(yi)一定(ding)的(de)粒度加入熔(rong)爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)比用(yong)(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石好，成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)又比用(yong)(yong)球(qiu)(qiu)料(liao)作(zuo)原料(liao)時便宜(yi)，因而得到了一定(ding)的(de)推廣。

④燒結鎂(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)了(le)某些電熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)特(te)殊要求，有(you)時(shi)必(bi)須(xu)在(zai)電熔(rong)過程中采用(yong)(yong)燒結鎂(mei)(mei)(mei)砂作為(wei)電熔(rong)原(yuan)料(liao)(liao)，如采用(yong)(yong)海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)砂作為(wei)電熔(rong)原(yuan)料(liao)(liao)，一般(ban)首先(xian)利用(yong)(yong)處理海(hai)水(shui)和(he)石灰乳作用(yong)(yong)生(sheng)產氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將(jiang)氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒成輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方(fang)法也可(ke)以(yi)制(zhi)得(de)輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見(jian)工業氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)制(zhi)取方(fang)法)，采用(yong)(yong)輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作為(wei)原(yuan)料(liao)(liao)生(sheng)產電熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和(he)拉(la)特(te)爾(er)(Ruttere)等研究認為(wei)，極(ji)少(shao)量(liang)(liang)的(de)雜(za)質氣體(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)體的(de)雜(za)質，可(ke)明顯影響晶(jing)粒的(de)長(chang)大。因為(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作用(yong)(yong)在(zai)于增加(jia)晶(jing)界(jie)運動(dong)所需的(de)能量(liang)(liang)。當晶(jing)界(jie)與(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)體能量(liang)(liang)降(jiang)低(di)，其降(jiang)低(di)量(liang)(liang)與(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積(ji)成正(zheng)比，所以(yi)必(bi)須(xu)提高晶(jing)界(jie)能，晶(jing)界(jie)才(cai)能離開第二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動(dong)。并且(qie)當晶(jing)界(jie)與(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)界(jie)必(bi)須(xu)變形，第二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈多，晶(jing)粒長(chang)大的(de)極(ji)限尺(chi)寸愈小。

另一(yi)方面為了降低(di)電(dian)熔凝氧化鎂(mei)的顯(xian)氣孔率，也應盡量減少原料氧化鎂(mei)的氣體排出，因此，采用燒結鎂(mei)砂(sha)電(dian)熔有其顯(xian)著(zhu)優(you)點。

⑤電熔氧化鎂(mei)單晶的(de)化學原(yuan)料質(zhi)量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是(shi)同(tong)原子(zi)和分子(zi)的(de)量子(zi)力學本(ben)性(xing)如(ru)離(li)(li)子(zi)半徑的(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)的(de)電(dian)位(wei)數值，離(li)(li)子(zi)的(de)電(dian)子(zi)外層(ceng)結(jie)構等相關聯。而氧化鎂的(de)離(li)(li)子(zi)尺寸、質量和電(dian)荷、陽離(li)(li)子(zi)和陰離(li)(li)子(zi)之間的(de)結(jie)合特性(xing)和強度、離(li)(li)子(zi)的(de)極(ji)化作(zuo)用、結(jie)晶(jing)構造等決定它是(shi)一高(gao)熔點化合物。

氧(yang)化(hua)鎂的熔(rong)點(dian)和結(jie)構(gou)參(can)數(shu)：陽離(li)子半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離(li)子半(ban)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(rong)點(dian)2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)制造(zao)的最重要過程(cheng)是由各種(zhong)鎂(mei)(mei)質原料(liao)，通(tong)過各種(zhong)形式的加(jia)熱(re)方法產生高溫(wen)使鎂(mei)(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)化，變(bian)成(cheng)氧(yang)化鎂(mei)(mei)熔(rong)體(ti)。要使氧(yang)化鎂(mei)(mei)熔(rong)融(rong)，必須消(xiao)耗大量的熱(re)能，以克服離子(zi)間的引力(li)。通(tong)過強大電(dian)弧產生高溫(wen)而(er)熔(rong)化氧(yang)化鎂(mei)(mei)的方法叫(jiao)做電(dian)弧熔(rong)融(rong)法。這個融(rong)化過程(cheng)一(yi)般包括(kuo)熱(re)的傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)化、析(xi)晶、晶體(ti)長大等一(yi)系列(lie)物理(li)化學變(bian)化的過程(cheng)。

①脫水(shui)過程(cheng)。用水(shui)鎂(mei)石作(zuo)原料有(you)一脫水(shui)過程(cheng)。水(shui)鎂(mei)石的(de)主要成分是(shi)氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)過程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)碳(tan)過程。用菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)(kuang)作為原料時有一個(ge)脫(tuo)(tuo)碳(tan)過程，脫(tuo)(tuo)碳(tan)過程包括兩個(ge)方面。一方面是菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石的熱(re)分(fen)解，菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石的主(zhu)要成分(fen)是碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于(yu)在(zai)電(dian)熔過(guo)程(cheng)中往(wang)往(wang)在(zai)原料氧化鎂(mei)中加(jia)入石(shi)墨(mo)(mo)(mo)粉末添加(jia)物(助(zhu)劑)，在(zai)電(dian)熔爐(lu)起動過(guo)程(cheng)中需(xu)在(zai)三電(dian)極(石(shi)墨(mo)(mo)(mo)電(dian)極)的下(xia)端用石(shi)墨(mo)(mo)(mo)粉末鋪成三角(jiao)形或(huo)(huo)星(xing)形導線路，在(zai)通電(dian)過(guo)程(cheng)中受熱(re)燒損或(huo)(huo)完全燃燒除去(qu)石(shi)墨(mo)(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)。熔化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)即氧化(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子(zi)和氧離子(zi)在(zai)強電(dian)弧產生的(de)(de)(de)熱(re)(re)能作(zuo)(zuo)用下(xia)，克服單(dan)晶(jing)體(ti)中的(de)(de)(de)晶(jing)格能的(de)(de)(de)束縛，變成(cheng)能自由(you)運動(dong)的(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)。也就是說，氧化(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)到一(yi)(yi)定(ding)溫度(du)(熔點)就會由(you)固體(ti)變成(cheng)液體(ti)，叫(jiao)熔化(hua)(hua)。在(zai)這一(yi)(yi)過(guo)程(cheng)中需消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)大量的(de)(de)(de)電(dian)能。據(ju)電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)生產者對用水(shui)鎂(mei)石(shi)作(zuo)(zuo)原料生產電(dian)熔凝氧化(hua)(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)(hao)的(de)(de)(de)比例如(ru)下(xia)：氧化(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)體(ti)生成(cheng)熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生成(cheng)熱(re)(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)卻水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼的(de)(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)表面(mian)散熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走(zou)熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能損失值(zhi)3.2%，從這些統計數據(ju)可以看出，在(zai)電(dian)熔