電(dian)(dian)弧熔(rong)爐(lu)生產電(dian)(dian)熔(rong)氧化鎂的工藝流程(cheng)主要(yao)包(bao)括：原料配(pei)料、電(dian)(dian)弧熔(rong)融、破碎(sui)、選別、粉碎(sui)、篩別、磁選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我(wo)國有豐富(fu)的(de)優(you)質菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)，氧化(hua)鎂(mei)含量高，又易于開(kai)采，因(yin)此，被廣泛用(yong)作(zuo)電熔氧化(hua)鎂(mei)的(de)原(yuan)料。采用(yong)菱鎂(mei)石(shi)作(zuo)原(yuan)料，碳酸鎂(mei)分解產生(sheng)CO2氣(qi)體(ti)，由于有大(da)量氣(qi)體(ti)從爐內排出影(ying)響著電熔過(guo)程的(de)進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)(rong)氧化鎂(mei)的(de)結晶帶(dai)的(de)形成均有不利影響，由于(yu)大量塵料飛損(sun)，使物(wu)料損(sun)耗(hao)和能量消耗(hao)增高，也惡化了車間生產環境。但(dan)由于(yu)優質菱鎂(mei)礦(kuang)石容易獲得(de)，價格(ge)很低廉，所(suo)以(yi)，仍是我國電(dian)熔(rong)(rong)氧化鎂(mei)用得(de)最多(duo)最廣(guang)泛的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)(kuang)。菱鎂礦(kuang)(kuang)石中氧(yang)化(hua)鎂的(de)含量高低和化(hua)學成分直(zhi)接影(ying)響到電熔凝氧(yang)化(hua)鎂的(de)質量，同時在電熔過程中也直(zhi)接影(ying)響到電熔凝氧(yang)化(hua)鎂得到的(de)品級(ji)比例，因此，為(wei)了保證電熔凝氧(yang)化(hua)鎂的(de)質量和品級(ji)比例，必須對各種礦(kuang)(kuang)石進行(xing)適當的(de)配(pei)比后進行(xing)熔煉。

②水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)(shi)。我國的遼寧省水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)(shi)的礦(kuang)(kuang)源非常(chang)豐富，水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)(shi)中氧(yang)化(hua)鎂(mei)含(han)量高(gao)于(yu)菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石(shi)(shi)(shi)。它也是一種制造電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的原料(liao)，部分地區水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)(shi)的化(hua)學成分見(jian)表2。

表2水鎂石的化學(xue)成分/%

③輕燒(shao)氧化鎂(mei)。以(yi)輕燒(shao)氧化鎂(mei)作為電熔(rong)氧化鎂(mei)原料，可以(yi)使生產環境得到改善，可以(yi)降低運輸費(fei)用。由于(yu)電熔(rong)時排(pai)出氣體(ti)少，成分也較均(jun)勻(yun)，對提(ti)高電熔(rong)氧化鎂(mei)質(zhi)量有(you)利。

我國有一些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)以(yi)輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)制(zhi)成球料入爐電(dian)熔(rong)(rong)。輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)含量(liang)達到(dao)98%，以(yi)此料能生(sheng)產出白色大結晶電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。但由于(yu)成球費用(yong)高，影響(xiang)生(sheng)產成本。目前，有的(de)廠家采用(yong)反(fan)射爐輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，以(yi)一定(ding)的(de)粒度加入熔(rong)(rong)爐電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)比(bi)用(yong)菱(ling)鎂(mei)礦石好(hao)，成本又比(bi)用(yong)球料作原料時(shi)便(bian)宜(yi)，因而得到(dao)了一定(ding)的(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)了某些電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特(te)殊要求，有時(shi)必(bi)須在電(dian)熔過程中采(cai)用(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔原(yuan)料(liao)，如(ru)采(cai)用(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔原(yuan)料(liao)，一般首先利(li)用(yong)處理海水和(he)石灰乳(ru)作(zuo)用(yong)生產(chan)氫(qing)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)其他方(fang)法也(ye)(ye)可以制(zhi)得輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制(zhi)取方(fang)法)，采(cai)用(yong)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原(yuan)料(liao)生產(chan)電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特(te)爾(er)(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)(wei)，極少量(liang)的(de)(de)雜質氣體(相(xiang))也(ye)(ye)屬于晶(jing)(jing)(jing)體的(de)(de)雜質，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)長大(da)。因(yin)為(wei)(wei)雜質相(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)在于增加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)運動(dong)所需的(de)(de)能量(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與(yu)(yu)(yu)(yu)第(di)二相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)體能量(liang)降(jiang)低(di)，其降(jiang)低(di)量(liang)與(yu)(yu)(yu)(yu)第(di)二相(xiang)橫截面積成正比，所以必(bi)須提高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)能，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)才(cai)能離開第(di)二相(xiang)繼(ji)續運動(dong)。并且當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與(yu)(yu)(yu)(yu)第(di)二相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，與(yu)(yu)(yu)(yu)第(di)二相(xiang)橫截面積相(xiang)等(deng)的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)必(bi)須變(bian)形，第(di)二相(xiang)數量(liang)愈多(duo)，晶(jing)(jing)(jing)粒長大(da)的(de)(de)極限尺寸愈小(xiao)。

另一方面為了降低電熔凝氧化(hua)鎂的顯氣孔率，也(ye)應盡(jin)量(liang)減少原料(liao)氧化(hua)鎂的氣體排出，因此，采用(yong)燒(shao)結鎂砂電熔有其顯著優點(dian)。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是同原子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)(he)分(fen)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)半徑的(de)尺寸(cun)，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電位數值，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)外(wai)層結(jie)(jie)構等相關聯。而(er)氧化鎂的(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸(cun)、質量和(he)(he)電荷、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)(he)陰離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)結(jie)(jie)合(he)特性和(he)(he)強度、離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)極(ji)化作用、結(jie)(jie)晶構造等決定它是一高熔點化合(he)物。

氧化鎂(mei)的熔點和結(jie)構參數(shu)(shu)：陽(yang)離子(zi)半徑0.074mm;陰(yin)離子(zi)半徑0.53mm;結(jie)構類(lei)型NaCl;配位數(shu)(shu)6;有效配位數(shu)(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂制(zhi)造的(de)(de)(de)最重要過(guo)程是由(you)各(ge)(ge)種鎂質原(yuan)料，通過(guo)各(ge)(ge)種形式的(de)(de)(de)加熱方(fang)(fang)法(fa)產生高(gao)溫使鎂質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)體(ti)。要使氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)融(rong)(rong)，必須消耗(hao)大量的(de)(de)(de)熱能，以(yi)克服離子間的(de)(de)(de)引力。通過(guo)強大電(dian)弧產生高(gao)溫而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)叫做(zuo)電(dian)弧熔(rong)融(rong)(rong)法(fa)。這個融(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程一(yi)般(ban)包括熱的(de)(de)(de)傳(chuan)導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)長大等一(yi)系列物理化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)過(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)(shui)過程(cheng)(cheng)。用水(shui)(shui)鎂石作原料有一脫(tuo)水(shui)(shui)過程(cheng)(cheng)。水(shui)(shui)鎂石的主要成分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)(shui)過程(cheng)(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)(tan)過(guo)程(cheng)。用菱鎂(mei)礦作(zuo)為原料時有一個脫碳(tan)(tan)(tan)過(guo)程(cheng)，脫碳(tan)(tan)(tan)過(guo)程(cheng)包括兩個方面(mian)。一方面(mian)是菱鎂(mei)礦石的熱分(fen)(fen)解，菱鎂(mei)礦石的主要成分(fen)(fen)是碳(tan)(tan)(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由于在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)(rong)過(guo)程(cheng)中(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)(zai)原料氧化鎂(mei)中(zhong)加入石(shi)(shi)墨粉末添(tian)加物(wu)(助劑)，在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)(rong)爐起動過(guo)程(cheng)中(zhong)需(xu)在(zai)(zai)三電(dian)極(石(shi)(shi)墨電(dian)極)的下(xia)端用石(shi)(shi)墨粉末鋪成三角形或(huo)星形導線路，在(zai)(zai)通(tong)電(dian)過(guo)程(cheng)中(zhong)受熱燒損或(huo)完全燃燒除去石(shi)(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化過(guo)程。熔(rong)化過(guo)程即氧化鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離子和氧離子在強電(dian)弧產生的(de)(de)熱(re)(re)能作(zuo)用下，克服單晶(jing)體(ti)中(zhong)的(de)(de)晶(jing)格(ge)能的(de)(de)束縛，變成能自由(you)運動的(de)(de)過(guo)程。也就是說，氧化鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)到一(yi)定溫度(du)(熔(rong)點)就會由(you)固體(ti)變成液體(ti)，叫熔(rong)化。在這(zhe)一(yi)過(guo)程中(zhong)需消(xiao)耗(hao)(hao)大(da)量的(de)(de)電(dian)能。據電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)(mei)生產者對用水鎂(mei)(mei)石(shi)作(zuo)原(yuan)料生產電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)(re)平衡的(de)(de)衡算(suan)，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)比(bi)例如下：氧化鎂(mei)(mei)晶(jing)體(ti)生成熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣(zha)皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂(sha)生成熱(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)卻水耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼的(de)(de)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子表(biao)面散熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能損失值(zhi)3.2%，從這(zhe)些統(tong)計數據可以看出，在電(dian)熔(rong)