電(dian)弧(hu)熔(rong)(rong)爐生產電(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂的工藝流程(cheng)主要包(bao)括：原料配(pei)料、電(dian)弧(hu)熔(rong)(rong)融、破碎、選別、粉(fen)碎、篩(shai)別、磁選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國(guo)有豐富(fu)的(de)優質(zhi)菱鎂(mei)礦(kuang)石，氧(yang)化(hua)鎂(mei)含(han)量高，又(you)易(yi)于開采(cai)，因此，被廣泛用(yong)作電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)原料(liao)。采(cai)用(yong)菱鎂(mei)石作原料(liao)，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣體(ti)(ti)，由(you)于有大量氣體(ti)(ti)從爐(lu)內排出影(ying)響著(zhu)電熔(rong)過程(cheng)的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂(mei)(mei)的結(jie)晶帶的形成(cheng)均有不利影(ying)響，由(you)于大量塵料飛損，使物料損耗(hao)和能量消耗(hao)增高(gao)，也惡化了(le)車間生產環境。但(dan)由(you)于優質菱鎂(mei)(mei)礦石容易獲得，價格很低廉(lian)，所以(yi)，仍是我國(guo)電熔氧化鎂(mei)(mei)用得最(zui)多(duo)最(zui)廣泛(fan)的原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)中氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)含量(liang)高低和化學成分直(zhi)接影響到電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)，同時在電熔(rong)過程中也直(zhi)接影響到電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)得到的(de)(de)(de)品(pin)級比例，因此，為了保證電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)和品(pin)級比例，必須對各種礦(kuang)石(shi)進行適當的(de)(de)(de)配比后進行熔(rong)煉(lian)。

②水鎂(mei)(mei)石(shi)。我國(guo)的遼(liao)寧(ning)省水鎂(mei)(mei)石(shi)的礦源非(fei)常豐富，水鎂(mei)(mei)石(shi)中(zhong)氧化鎂(mei)(mei)含量高(gao)于菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)。它也是一(yi)種制造電熔凝氧化鎂(mei)(mei)的原料，部分地區水鎂(mei)(mei)石(shi)的化學成分見表2。

表2水鎂(mei)石(shi)的化(hua)學成分/%

③輕燒氧(yang)化(hua)鎂。以(yi)(yi)輕燒氧(yang)化(hua)鎂作(zuo)為電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂原料，可以(yi)(yi)使生產(chan)環境(jing)得到改善，可以(yi)(yi)降低運(yun)輸費用。由于電熔(rong)時排出氣體少(shao)，成分也較均(jun)勻(yun)，對(dui)提高電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂質量有利(li)。

我國有(you)一(yi)些電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)球料入爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)。輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量達到98%，以此料能(neng)生產出白(bai)色大結(jie)晶電(dian)(dian)熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但(dan)由于成(cheng)球費用(yong)(yong)(yong)高，影響生產成(cheng)本。目前，有(you)的(de)廠家采用(yong)(yong)(yong)反(fan)射爐(lu)輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以一(yi)定(ding)的(de)粒度加入熔(rong)爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量比用(yong)(yong)(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)好，成(cheng)本又比用(yong)(yong)(yong)球料作原料時便宜(yi)，因而得到了一(yi)定(ding)的(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了某些(xie)電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)特殊要求，有時必須在電熔(rong)過(guo)程中采用(yong)(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)電熔(rong)原料(liao)，如采用(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)電熔(rong)原料(liao)，一般(ban)首(shou)先利用(yong)(yong)處(chu)理(li)海水和(he)石灰(hui)乳作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)生產(chan)氫氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)其(qi)他方法(fa)也(ye)可以制(zhi)得輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(詳見(jian)工業(ye)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)制(zhi)取方法(fa))，采用(yong)(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)原料(liao)生產(chan)電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極少量(liang)的(de)雜(za)質氣體(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)(jing)體的(de)雜(za)質，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)長大。因(yin)為(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)在于增加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)運動所(suo)需的(de)能(neng)量(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)(yu)第二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)(yu)時，晶(jing)(jing)(jing)體能(neng)量(liang)降(jiang)低，其(qi)降(jiang)低量(liang)與(yu)(yu)第二相(xiang)(xiang)橫截面積成正(zheng)比，所(suo)以必須提高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)才能(neng)離開第二相(xiang)(xiang)繼續運動。并且當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)(yu)第二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)(yu)時，與(yu)(yu)第二相(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)必須變形，第二相(xiang)(xiang)數量(liang)愈(yu)多(duo)，晶(jing)(jing)(jing)粒長大的(de)極限尺寸愈(yu)小。

另(ling)一方(fang)面為了降低電(dian)熔凝(ning)氧化鎂的顯(xian)氣(qi)孔(kong)率，也(ye)應盡量減少(shao)原料氧化鎂的氣(qi)體(ti)排出，因此，采(cai)用燒結鎂砂電(dian)熔有其顯(xian)著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原(yuan)料質量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原子(zi)和(he)分(fen)子(zi)的量子(zi)力學本(ben)性(xing)如(ru)離(li)(li)子(zi)半徑的尺(chi)寸，離(li)(li)子(zi)的電(dian)位數值，離(li)(li)子(zi)的電(dian)子(zi)外層(ceng)結構(gou)等相關聯。而(er)氧化(hua)鎂的離(li)(li)子(zi)尺(chi)寸、質量和(he)電(dian)荷、陽離(li)(li)子(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)之(zhi)間的結合(he)(he)特性(xing)和(he)強度(du)、離(li)(li)子(zi)的極化(hua)作(zuo)用(yong)、結晶構(gou)造等決(jue)定(ding)它是一高熔點化(hua)合(he)(he)物(wu)。

氧化鎂的熔點(dian)和結構參(can)數：陽離子半(ban)(ban)徑0.074mm;陰離子半(ban)(ban)徑0.53mm;結構類型NaCl;配位數6;有效(xiao)配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電(dian)熔凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)制造的(de)最重要過(guo)程是由各(ge)種(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)質原料(liao)，通過(guo)各(ge)種(zhong)形(xing)式的(de)加熱(re)方法產生(sheng)高溫(wen)使鎂(mei)(mei)(mei)質材料(liao)(MgO)熔化，變成氧化鎂(mei)(mei)(mei)熔體(ti)。要使氧化鎂(mei)(mei)(mei)熔融(rong)(rong)，必(bi)須消耗大量的(de)熱(re)能，以克(ke)服(fu)離子間(jian)的(de)引力。通過(guo)強大電(dian)弧產生(sheng)高溫(wen)而熔化氧化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)方法叫做電(dian)弧熔融(rong)(rong)法。這個融(rong)(rong)化過(guo)程一般包括熱(re)的(de)傳導、脫(tuo)水(shui)、脫(tuo)碳(tan)、熔化、析(xi)晶、晶體(ti)長大等一系列物理化學變化的(de)過(guo)程。

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

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過程(cheng)。用(yong)菱鎂礦(kuang)作(zuo)為原料時有(you)一(yi)個(ge)脫(tuo)碳過程(cheng)，脫(tuo)碳過程(cheng)包(bao)括兩個(ge)方面。一(yi)方面是菱鎂礦(kuang)石的熱分解，菱鎂礦(kuang)石的主要(yao)成分是碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由(you)于在(zai)電熔(rong)過程(cheng)中往(wang)往(wang)在(zai)原料氧化鎂中加入(ru)石墨(mo)粉末添加物(助劑)，在(zai)電熔(rong)爐起動過程(cheng)中需在(zai)三電極(ji)(石墨(mo)電極(ji))的下端用石墨(mo)粉末鋪成三角形或星(xing)形導線路，在(zai)通電過程(cheng)中受(shou)熱燒損或完(wan)全燃燒除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)程。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)程即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂中鎂離(li)子(zi)和氧(yang)(yang)離(li)子(zi)在強電(dian)弧產(chan)生的(de)(de)熱(re)能作用(yong)下，克服單晶(jing)體(ti)中的(de)(de)晶(jing)格能的(de)(de)束(shu)縛，變成(cheng)(cheng)能自由運動的(de)(de)過(guo)(guo)程。也就是說(shuo)，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂加(jia)熱(re)到一(yi)定(ding)溫度(熔(rong)(rong)(rong)點(dian))就會由固(gu)體(ti)變成(cheng)(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)。在這一(yi)過(guo)(guo)程中需(xu)消(xiao)耗(hao)大(da)量(liang)的(de)(de)電(dian)能。據電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂生產(chan)者對用(yong)水(shui)(shui)(shui)鎂石作原料生產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)熱(re)平衡(heng)的(de)(de)衡(heng)算，熱(re)消(xiao)耗(hao)的(de)(de)比例如下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂晶(jing)體(ti)生成(cheng)(cheng)熱(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂(sha)生成(cheng)(cheng)熱(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)(shui)(shui)耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶(dai)走(zou)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能損(sun)失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些(xie)統計數(shu)據可以看出，在電(dian)熔(rong)(rong)(rong)