電(dian)(dian)弧(hu)熔(rong)爐生產電(dian)(dian)熔(rong)氧化鎂的工藝流程主(zhu)要包(bao)括(kuo)：原(yuan)料配料、電(dian)(dian)弧(hu)熔(rong)融、破(po)碎、選別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁(ci)選、分(fen)類(lei)包(bao)裝等。

(1)原料

我國(guo)有豐富(fu)的(de)優質菱(ling)(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)，氧(yang)(yang)化鎂(mei)含量高，又易于開采，因此(ci)，被廣泛用作(zuo)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)原料。采用菱(ling)(ling)鎂(mei)石(shi)(shi)作(zuo)原料，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣(qi)體，由于有大量氣(qi)體從爐內排出影響著電(dian)(dian)熔(rong)(rong)過程的(de)進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)的結晶帶的形成均(jun)有不利影響，由于(yu)大量塵料飛(fei)損(sun)，使物料損(sun)耗(hao)和能(neng)量消耗(hao)增高(gao)，也惡(e)化(hua)了車(che)間生產環境。但由于(yu)優質菱鎂(mei)礦石容易獲(huo)得(de)，價格很低廉，所以(yi)，仍是我國電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)用得(de)最多最廣泛的原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂礦(kuang)。菱(ling)鎂礦(kuang)石中(zhong)氧化(hua)(hua)鎂的含量(liang)高(gao)低和(he)(he)化(hua)(hua)學成分直接影(ying)(ying)響到(dao)電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂的質量(liang)，同時在(zai)電熔(rong)過程中(zhong)也直接影(ying)(ying)響到(dao)電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂得到(dao)的品(pin)級(ji)比例(li)，因(yin)此，為(wei)了保證電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂的質量(liang)和(he)(he)品(pin)級(ji)比例(li)，必須(xu)對各(ge)種(zhong)礦(kuang)石進行適當的配比后進行熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)(shi)。我國的遼寧省水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)(shi)的礦源(yuan)非常(chang)豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)(shi)中(zhong)氧化鎂(mei)(mei)(mei)含量(liang)高于(yu)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)(shi)(shi)。它(ta)也是一種(zhong)制(zhi)造電熔凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)的原(yuan)料，部分地區(qu)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)(shi)的化學(xue)成分見表(biao)2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂。以(yi)輕燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂作為電熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)化鎂原料，可(ke)以(yi)使生產(chan)環境得到改善，可(ke)以(yi)降低運(yun)輸費用。由于電熔(rong)(rong)(rong)時排出氣體少，成分也(ye)較均勻，對提高電熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)化鎂質(zhi)量有利。

我國有(you)一(yi)些電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以(yi)(yi)輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制成球(qiu)料入(ru)爐電熔(rong)。輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量達到98%，以(yi)(yi)此料能生產出白色大結晶電熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但由于成球(qiu)費用高，影響生產成本(ben)。目前，有(you)的(de)(de)廠家(jia)采(cai)用反射爐輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以(yi)(yi)一(yi)定(ding)的(de)(de)粒度加入(ru)熔(rong)爐電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)質量比用菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石好(hao)，成本(ben)又比用球(qiu)料作(zuo)原料時便宜(yi)，因而得(de)到了一(yi)定(ding)的(de)(de)推(tui)廣。

④燒結鎂(mei)砂(sha)(sha)。為了(le)某(mou)些(xie)電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)特殊(shu)要求，有時(shi)必須(xu)在電(dian)熔過程中采(cai)用燒結鎂(mei)砂(sha)(sha)作為電(dian)熔原料，如采(cai)用海水鎂(mei)砂(sha)(sha)作為電(dian)熔原料，一(yi)般首先利用處理海水和(he)石灰乳(ru)作用生產氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)煅(duan)燒成輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。用其他(ta)方(fang)法也(ye)可(ke)以制(zhi)得輕燒氧(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(zhi)取方(fang)法)，采(cai)用輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)作為原料生產電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等研究認為，極(ji)少量的(de)雜(za)(za)質(zhi)氣體(ti)(相(xiang))也(ye)屬(shu)于晶(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)雜(za)(za)質(zhi)，可(ke)明顯影響晶(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)長大。因(yin)為雜(za)(za)質(zhi)相(xiang)的(de)作用在于增加晶(jing)(jing)(jing)界運動(dong)所需的(de)能(neng)量。當晶(jing)(jing)(jing)界與(yu)第(di)二相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)體(ti)能(neng)量降低(di)，其降低(di)量與(yu)第(di)二相(xiang)橫(heng)截面(mian)積成正比，所以必須(xu)提(ti)高晶(jing)(jing)(jing)界能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界才能(neng)離(li)開第(di)二相(xiang)繼續運動(dong)。并且(qie)當晶(jing)(jing)(jing)界與(yu)第(di)二相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，與(yu)第(di)二相(xiang)橫(heng)截面(mian)積相(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)(jing)界必須(xu)變形，第(di)二相(xiang)數量愈(yu)多，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)長大的(de)極(ji)限尺寸(cun)愈(yu)小。

另一方面為了降低電(dian)熔凝(ning)氧化鎂的(de)顯氣(qi)孔率，也應(ying)盡量減少(shao)原料氧化鎂的(de)氣(qi)體排出(chu)，因此，采用燒結鎂砂(sha)電(dian)熔有其顯著優點。

⑤電(dian)熔氧化鎂單(dan)晶的化學(xue)原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原子(zi)(zi)(zi)和分子(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)力(li)學(xue)本性(xing)如(ru)離(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺寸，離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)位數(shu)值，離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)外(wai)層結(jie)構(gou)等(deng)相關聯。而(er)氧化(hua)(hua)鎂的(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)尺寸、質量和電(dian)荷、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)和陰離(li)子(zi)(zi)(zi)之(zhi)間的(de)結(jie)合(he)特性(xing)和強(qiang)度(du)、離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)極化(hua)(hua)作用、結(jie)晶構(gou)造(zao)等(deng)決定它是一(yi)高(gao)熔點化(hua)(hua)合(he)物。

氧(yang)化(hua)鎂的熔(rong)點(dian)和結(jie)構(gou)參數(shu)：陽離子半徑0.074mm;陰(yin)離子半徑0.53mm;結(jie)構(gou)類型NaCl;配(pei)位(wei)數(shu)6;有效配(pei)位(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)2800℃。

電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制(zhi)造的(de)(de)(de)最重要過(guo)程是由各(ge)(ge)種鎂(mei)(mei)(mei)質原(yuan)料(liao)，通過(guo)各(ge)(ge)種形式的(de)(de)(de)加熱方法產生高溫使鎂(mei)(mei)(mei)質材(cai)料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)，變(bian)(bian)成氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)(rong)體。要使氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)(rong)融，必須消耗大(da)量的(de)(de)(de)熱能(neng)，以克服離子(zi)間的(de)(de)(de)引力(li)。通過(guo)強大(da)電弧(hu)產生高溫而熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)方法叫做電弧(hu)熔(rong)(rong)(rong)融法。這個融化(hua)(hua)過(guo)程一般包(bao)括熱的(de)(de)(de)傳導、脫水(shui)、脫碳、熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體長大(da)等一系列物理化(hua)(hua)學變(bian)(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)過(guo)程。

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

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過(guo)(guo)程(cheng)。用(yong)菱鎂礦(kuang)作為原料時有(you)一(yi)個脫碳(tan)過(guo)(guo)程(cheng)，脫碳(tan)過(guo)(guo)程(cheng)包括兩個方面(mian)。一(yi)方面(mian)是菱鎂礦(kuang)石的熱分(fen)解，菱鎂礦(kuang)石的主要(yao)成(cheng)分(fen)是碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面(mian)，由于在(zai)(zai)(zai)電(dian)熔過(guo)程中(zhong)往往在(zai)(zai)(zai)原(yuan)料氧化鎂(mei)中(zhong)加(jia)入石(shi)墨(mo)(mo)粉(fen)末添加(jia)物(助劑)，在(zai)(zai)(zai)電(dian)熔爐起(qi)動(dong)過(guo)程中(zhong)需在(zai)(zai)(zai)三電(dian)極(石(shi)墨(mo)(mo)電(dian)極)的下端(duan)用石(shi)墨(mo)(mo)粉(fen)末鋪成三角形或星形導線路，在(zai)(zai)(zai)通(tong)電(dian)過(guo)程中(zhong)受熱燒(shao)損或完全燃燒(shao)除去石(shi)墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過(guo)程。熔(rong)化(hua)過(guo)程即氧化(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子和氧離子在(zai)強(qiang)電(dian)(dian)弧產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)能作用下(xia)，克服單晶(jing)(jing)體(ti)(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)格能的(de)(de)(de)(de)束(shu)縛，變(bian)成能自(zi)由(you)運動(dong)的(de)(de)(de)(de)過(guo)程。也就(jiu)是說，氧化(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)到一定溫度(熔(rong)點(dian))就(jiu)會由(you)固體(ti)(ti)變(bian)成液體(ti)(ti)，叫熔(rong)化(hua)。在(zai)這一過(guo)程中(zhong)需消(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)大量的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)能。據電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)生(sheng)產(chan)者對用水鎂(mei)石作原(yuan)料生(sheng)產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)(de)(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)的(de)(de)(de)(de)比例如(ru)下(xia)：氧化(hua)鎂(mei)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)生(sheng)成熱(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成熱(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)(de)(de)水耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子表面散(san)熱(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶(dai)走熱(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能損失值(zhi)3.2%，從這些(xie)統計數據可以(yi)看(kan)出，在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)