電(dian)弧(hu)熔爐(lu)生產(chan)電(dian)熔氧(yang)化鎂的工藝流程主要包括(kuo)：原(yuan)料(liao)配料(liao)、電(dian)弧(hu)熔融、破碎、選(xuan)別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選(xuan)、分類包裝等(deng)。

(1)原料

我國有豐富的(de)優質菱鎂礦石(shi)，氧化鎂含(han)量(liang)高，又易于開采，因此，被(bei)廣泛用(yong)作電熔氧化鎂的(de)原(yuan)料。采用(yong)菱鎂石(shi)作原(yuan)料，碳酸(suan)鎂分解產生(sheng)CO2氣(qi)體，由于有大量(liang)氣(qi)體從爐(lu)內排出影響著電熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧化鎂(mei)的結晶帶的形(xing)成均有(you)不利(li)影(ying)響，由于大量(liang)塵料飛損，使物料損耗(hao)和能量(liang)消耗(hao)增高，也惡化了(le)車(che)間生產環境。但(dan)由于優質菱(ling)鎂(mei)礦石容易獲(huo)得(de)，價格很低廉，所(suo)以，仍是我國電(dian)熔氧化鎂(mei)用得(de)最多最廣泛的原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石中氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)含量高低和化學成分(fen)直(zhi)接(jie)影(ying)響到(dao)電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量，同時在(zai)電熔(rong)過程中也直(zhi)接(jie)影(ying)響到(dao)電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)得(de)到(dao)的(de)(de)品級(ji)比(bi)例，因此(ci)，為了保(bao)證電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量和品級(ji)比(bi)例，必須(xu)對各種礦(kuang)石進行適當的(de)(de)配比(bi)后進行熔(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)(mei)石。我(wo)國的(de)(de)遼寧省水鎂(mei)(mei)(mei)石的(de)(de)礦(kuang)源非常豐富，水鎂(mei)(mei)(mei)石中氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量高于(yu)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石。它也是(shi)一種(zhong)制造電熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)原料，部分地區水鎂(mei)(mei)(mei)石的(de)(de)化(hua)(hua)學成(cheng)分見表2。

表2水鎂(mei)石的化(hua)學成分/%

③輕(qing)燒氧化(hua)鎂。以輕(qing)燒氧化(hua)鎂作為(wei)電(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂原料，可(ke)以使生產環境得(de)到(dao)改善，可(ke)以降低運輸(shu)費用。由于電(dian)熔(rong)(rong)時排出(chu)氣(qi)體少，成分也(ye)較均勻，對提高(gao)電(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂質量(liang)有利。

我國有一(yi)些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)以輕燒氧化(hua)鎂(mei)制成(cheng)球料入爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)。輕燒氧化(hua)鎂(mei)的(de)氧化(hua)鎂(mei)含量達到(dao)98%，以此料能(neng)生產出白(bai)色(se)大結晶電(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂(mei)。但(dan)由于成(cheng)球費用高(gao)，影響(xiang)生產成(cheng)本(ben)。目前，有的(de)廠家采(cai)用反射爐(lu)輕燒氧化(hua)鎂(mei)，以一(yi)定的(de)粒度加入熔(rong)(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂(mei)的(de)質量比用菱鎂(mei)礦石(shi)好(hao)，成(cheng)本(ben)又比用球料作原(yuan)料時便宜，因而得到(dao)了一(yi)定的(de)推廣(guang)。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了某些電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)特殊要求，有(you)時必須(xu)在電熔(rong)過程(cheng)中采(cai)(cai)用(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電熔(rong)原(yuan)(yuan)料，如采(cai)(cai)用(yong)海水鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電熔(rong)原(yuan)(yuan)料，一般首先利用(yong)處理海水和石灰(hui)乳(ru)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)生(sheng)產氫(qing)(qing)氧化(hua)鎂(mei)(mei)，將氫(qing)(qing)氧化(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)成輕(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)其(qi)他方(fang)法也(ye)可以(yi)制得輕(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)制取方(fang)法)，采(cai)(cai)用(yong)輕(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)(wei)原(yuan)(yuan)料生(sheng)產電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)研究認(ren)為(wei)(wei)，極少量(liang)的(de)雜(za)質(zhi)氣(qi)體(相(xiang))也(ye)屬于(yu)晶(jing)(jing)體的(de)雜(za)質(zhi)，可明(ming)顯影響晶(jing)(jing)粒的(de)長(chang)大。因為(wei)(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)的(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)在于(yu)增(zeng)加晶(jing)(jing)界運(yun)動所需的(de)能量(liang)。當晶(jing)(jing)界與(yu)第二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇(yu)時，晶(jing)(jing)體能量(liang)降(jiang)低，其(qi)降(jiang)低量(liang)與(yu)第二(er)(er)相(xiang)橫截(jie)面(mian)積(ji)成正比，所以(yi)必須(xu)提(ti)高晶(jing)(jing)界能，晶(jing)(jing)界才能離開第二(er)(er)相(xiang)繼(ji)續運(yun)動。并且當晶(jing)(jing)界與(yu)第二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇(yu)時，與(yu)第二(er)(er)相(xiang)橫截(jie)面(mian)積(ji)相(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)(jing)界必須(xu)變形，第二(er)(er)相(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒長(chang)大的(de)極限尺寸愈小。

另(ling)一方(fang)面為了降(jiang)低電熔凝氧化(hua)鎂(mei)的顯(xian)氣孔率，也應盡(jin)量減少(shao)原料氧化(hua)鎂(mei)的氣體(ti)排(pai)出，因此，采用燒結鎂(mei)砂(sha)電熔有其顯(xian)著優(you)點。

⑤電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)單晶的化(hua)學原料質(zhi)量(liang)要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特性是同原子和(he)(he)分子的(de)量子力學本(ben)性如離(li)子半(ban)徑的(de)尺(chi)寸(cun)，離(li)子的(de)電位(wei)數值，離(li)子的(de)電子外層結構(gou)等相關聯。而(er)氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)離(li)子尺(chi)寸(cun)、質量和(he)(he)電荷、陽離(li)子和(he)(he)陰離(li)子之間的(de)結合特性和(he)(he)強度、離(li)子的(de)極化(hua)(hua)作用、結晶構(gou)造等決(jue)定它是一高(gao)熔(rong)點化(hua)(hua)合物。

氧(yang)化鎂的熔點和結(jie)構參數(shu)：陽(yang)離(li)子(zi)半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離(li)子(zi)半(ban)徑(jing)0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配位(wei)數(shu)6;有效配位(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)(de)最重要過(guo)程(cheng)是由各(ge)種(zhong)鎂(mei)(mei)質原料，通(tong)過(guo)各(ge)種(zhong)形式的(de)(de)加熱(re)方法產生高(gao)溫使(shi)鎂(mei)(mei)質材料(MgO)熔(rong)化(hua)，變成氧化(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)體(ti)。要使(shi)氧化(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)融，必須消耗大量的(de)(de)熱(re)能(neng)，以克服(fu)離子間的(de)(de)引力。通(tong)過(guo)強大電弧(hu)產生高(gao)溫而熔(rong)化(hua)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)方法叫做電弧(hu)熔(rong)融法。這個融化(hua)過(guo)程(cheng)一般包括熱(re)的(de)(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)化(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)長(chang)大等一系列物理化(hua)學變化(hua)的(de)(de)過(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)過(guo)程。用水(shui)鎂石(shi)(shi)作原料有一脫水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂石(shi)(shi)的(de)主要成分是(shi)氫氧化(hua)鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過(guo)程(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)礦作為原料時有一(yi)個(ge)(ge)脫碳(tan)過(guo)程(cheng)，脫碳(tan)過(guo)程(cheng)包括兩(liang)個(ge)(ge)方(fang)面(mian)。一(yi)方(fang)面(mian)是菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)的(de)熱分解，菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)的(de)主要成分是碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在電(dian)(dian)熔過程中往(wang)往(wang)在原料(liao)氧化鎂中加入石(shi)墨粉(fen)末添加物(助(zhu)劑)，在電(dian)(dian)熔爐起(qi)動過程中需在三(san)電(dian)(dian)極(石(shi)墨電(dian)(dian)極)的下端用石(shi)墨粉(fen)末鋪成三(san)角形或(huo)星形導線路，在通電(dian)(dian)過程中受(shou)熱燒損或(huo)完全燃燒除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化過程(cheng)。熔(rong)化過程(cheng)即氧(yang)(yang)化鎂中鎂離子(zi)和(he)氧(yang)(yang)離子(zi)在強電弧產生(sheng)(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)能(neng)作(zuo)用(yong)(yong)下，克服單晶(jing)(jing)體(ti)(ti)中的(de)(de)晶(jing)(jing)格能(neng)的(de)(de)束縛，變(bian)成能(neng)自由(you)運動的(de)(de)過程(cheng)。也(ye)就(jiu)是說，氧(yang)(yang)化鎂加熱(re)(re)到一定溫度(熔(rong)點)就(jiu)會(hui)由(you)固體(ti)(ti)變(bian)成液(ye)體(ti)(ti)，叫(jiao)熔(rong)化。在這一過程(cheng)中需消耗大(da)量的(de)(de)電能(neng)。據電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂生(sheng)(sheng)產者對用(yong)(yong)水(shui)(shui)鎂石作(zuo)原料生(sheng)(sheng)產電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂的(de)(de)熱(re)(re)平衡(heng)的(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)消耗的(de)(de)比例(li)如下：氧(yang)(yang)化鎂晶(jing)(jing)體(ti)(ti)生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)消耗值34.9%，渣皮消耗熱(re)(re)值15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)耗值3.0%，冷(leng)卻水(shui)(shui)耗熱(re)(re)值8.4%，冷(leng)卻爐(lu)(lu)殼的(de)(de)水(shui)(shui)耗熱(re)(re)值7.9%，爐(lu)(lu)子(zi)表面散熱(re)(re)值6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值28.8%。電能(neng)損失值3.2%，從這些統計數據可以看(kan)出，在電熔(rong)