電(dian)(dian)弧熔爐生產電(dian)(dian)熔氧(yang)化鎂的工藝流程(cheng)主要包括：原料(liao)(liao)配(pei)料(liao)(liao)、電(dian)(dian)弧熔融、破碎(sui)、選(xuan)別、粉碎(sui)、篩別、磁選(xuan)、分類包裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有豐富的優質菱(ling)鎂礦石，氧化鎂含量高(gao)，又(you)易(yi)于(yu)開采，因此，被廣泛用作電熔氧化鎂的原料。采用菱(ling)鎂石作原料，碳酸鎂分解(jie)產生CO2氣體，由(you)于(yu)有大量氣體從爐內(nei)排(pai)出影響著電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)(hua)鎂的(de)結晶帶的(de)形成均有(you)不利(li)影(ying)響，由于大量塵料(liao)飛損(sun)，使物料(liao)損(sun)耗(hao)和能量消(xiao)耗(hao)增高，也惡化(hua)(hua)了車間生產(chan)環境。但由于優質菱鎂礦石容易獲得(de)，價格很低廉，所以，仍(reng)是(shi)我國電熔氧化(hua)(hua)鎂用得(de)最(zui)(zui)多最(zui)(zui)廣泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石中氧化鎂(mei)(mei)的(de)含量(liang)(liang)高低和化學成分直(zhi)接影響到(dao)(dao)電(dian)熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)(liang)，同時(shi)在(zai)電(dian)熔(rong)過程中也直(zhi)接影響到(dao)(dao)電(dian)熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)得(de)到(dao)(dao)的(de)品級比例，因此，為(wei)了(le)保證電(dian)熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)(liang)和品級比例，必須(xu)對各種礦石進(jin)行(xing)適當的(de)配比后進(jin)行(xing)熔(rong)煉(lian)。

②水(shui)(shui)(shui)鎂石(shi)(shi)。我國(guo)的(de)遼寧省(sheng)水(shui)(shui)(shui)鎂石(shi)(shi)的(de)礦源非常豐富，水(shui)(shui)(shui)鎂石(shi)(shi)中氧化鎂含量高于菱鎂礦石(shi)(shi)。它也是一種制造電熔凝(ning)氧化鎂的(de)原料，部分地區(qu)水(shui)(shui)(shui)鎂石(shi)(shi)的(de)化學成分見(jian)表2。

表(biao)2水鎂(mei)石的化學成(cheng)分(fen)/%

③輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂。以輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂作(zuo)為電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂原料，可以使生產環境得到(dao)改善，可以降低運輸(shu)費用。由于電(dian)熔(rong)時排出氣體少，成分也較(jiao)均勻(yun)，對提高電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂質量有利。

我國有一些電熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)以(yi)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)制成球(qiu)料(liao)入爐(lu)電熔。輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)含(han)量達到98%，以(yi)此料(liao)能生(sheng)產出(chu)白(bai)色大結(jie)晶電熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。但由于成球(qiu)費用(yong)高，影(ying)響生(sheng)產成本。目前，有的(de)廠家采(cai)用(yong)反射爐(lu)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，以(yi)一定的(de)粒度加入熔爐(lu)電熔，電熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質量比用(yong)菱鎂(mei)礦石好，成本又比用(yong)球(qiu)料(liao)作原(yuan)料(liao)時便宜(yi)，因而得到了一定的(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)(sha)。為(wei)了某(mou)些電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)特殊要求，有時(shi)必須在(zai)電熔(rong)過程(cheng)中采用(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為(wei)電熔(rong)原(yuan)料(liao)，如采用(yong)(yong)海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為(wei)電熔(rong)原(yuan)料(liao)，一般首(shou)先利用(yong)(yong)處理(li)海(hai)水(shui)和石灰乳作(zuo)用(yong)(yong)生(sheng)產氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方法(fa)也可以制得輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見(jian)工業(ye)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)制取(qu)方法(fa))，采用(yong)(yong)輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原(yuan)料(liao)生(sheng)產電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極少量的(de)(de)(de)雜(za)質氣體(相(xiang)(xiang))也屬(shu)于晶(jing)(jing)體的(de)(de)(de)雜(za)質，可明顯影響(xiang)晶(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)長大。因為(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)在(zai)于增加晶(jing)(jing)界(jie)(jie)運動所(suo)需的(de)(de)(de)能量。當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與第(di)(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)體能量降(jiang)低，其降(jiang)低量與第(di)(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面積成正(zheng)比，所(suo)以必須提高(gao)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)能，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)才能離開第(di)(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)繼續運動。并且(qie)當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與第(di)(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與第(di)(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)必須變(bian)形，第(di)(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)數量愈多，晶(jing)(jing)粒長大的(de)(de)(de)極限尺寸愈小(xiao)。

另(ling)一方面為了降低電熔凝氧(yang)化鎂的顯氣孔率(lv)，也應盡量(liang)減少原料氧(yang)化鎂的氣體排出(chu)，因此，采用燒結鎂砂(sha)電熔有其顯著優(you)點。

⑤電熔(rong)氧(yang)化鎂單晶的化學原(yuan)料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是同原子(zi)和(he)分子(zi)的(de)量子(zi)力學本性如離(li)子(zi)半徑的(de)尺寸，離(li)子(zi)的(de)電位數值(zhi)，離(li)子(zi)的(de)電子(zi)外層結構等相(xiang)關聯。而氧(yang)化鎂(mei)的(de)離(li)子(zi)尺寸、質量和(he)電荷(he)、陽離(li)子(zi)和(he)陰離(li)子(zi)之間(jian)的(de)結合特性和(he)強度、離(li)子(zi)的(de)極化作(zuo)用、結晶(jing)構造等決定它(ta)是一高(gao)熔點化合物(wu)。

氧化(hua)鎂的熔點和結構(gou)參數(shu)(shu)(shu)：陽離子半徑(jing)0.074mm;陰離子半徑(jing)0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配(pei)位(wei)數(shu)(shu)(shu)6;有效(xiao)配(pei)位(wei)數(shu)(shu)(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)(de)最(zui)重(zhong)要過程(cheng)(cheng)是由各種(zhong)(zhong)鎂(mei)(mei)質(zhi)(zhi)原料(liao)，通過各種(zhong)(zhong)形(xing)式的(de)(de)加(jia)熱(re)方(fang)(fang)法(fa)產(chan)(chan)生高溫(wen)使(shi)鎂(mei)(mei)質(zhi)(zhi)材料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成(cheng)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)體。要使(shi)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)融(rong)，必(bi)須消(xiao)耗大量的(de)(de)熱(re)能，以克服離子間的(de)(de)引力(li)。通過強大電(dian)弧產(chan)(chan)生高溫(wen)而(er)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)叫(jiao)做電(dian)弧熔(rong)融(rong)法(fa)。這個融(rong)化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)一般包括熱(re)的(de)(de)傳導(dao)、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體長大等一系列物理(li)化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過程(cheng)(cheng)。

①脫(tuo)(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)(cheng)。用水(shui)鎂石(shi)作原料有(you)一脫(tuo)(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)(cheng)。水(shui)鎂石(shi)的主要(yao)成分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)碳(tan)過程。用菱鎂礦(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(shi)菱鎂礦(kuang)石的熱分(fen)解，菱鎂礦(kuang)石的主要成分(fen)是(shi)碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由于在電熔(rong)過(guo)程中(zhong)往往在原料氧(yang)化(hua)鎂中(zhong)加入石(shi)(shi)墨粉(fen)末添加物(助劑)，在電熔(rong)爐起動(dong)過(guo)程中(zhong)需在三電極(石(shi)(shi)墨電極)的下端用石(shi)(shi)墨粉(fen)末鋪成三角形(xing)或星形(xing)導線路，在通(tong)電過(guo)程中(zhong)受熱燒損或完全(quan)燃燒除(chu)去石(shi)(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)。熔(rong)化(hua)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)(zhong)鎂(mei)(mei)離(li)子和氧(yang)(yang)離(li)子在強電(dian)弧(hu)產(chan)生(sheng)(sheng)的熱(re)(re)能(neng)(neng)作用(yong)下(xia)，克服單(dan)晶體中(zhong)(zhong)的晶格能(neng)(neng)的束縛，變成能(neng)(neng)自(zi)由運動(dong)的過(guo)(guo)(guo)程(cheng)。也(ye)就(jiu)是(shi)說，氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)加(jia)熱(re)(re)到一(yi)定溫度(熔(rong)點(dian))就(jiu)會由固體變成液體，叫熔(rong)化(hua)。在這一(yi)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)需(xu)消(xiao)耗(hao)大量的電(dian)能(neng)(neng)。據(ju)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)者對(dui)用(yong)水鎂(mei)(mei)石作原(yuan)料(liao)生(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的熱(re)(re)平衡的衡算，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)的比例(li)如下(xia)：氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)晶體生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐(lu)殼的水耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子表面散(san)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據(ju)可以看出(chu)，在電(dian)熔(rong)