電(dian)弧(hu)熔爐(lu)生產(chan)電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)的工(gong)藝流(liu)程(cheng)主要包(bao)括：原料配料、電(dian)弧(hu)熔融、破(po)碎(sui)、選(xuan)別、粉碎(sui)、篩別、磁選(xuan)、分(fen)類包(bao)裝等。

(1)原料

我(wo)國有(you)豐富的優(you)質菱(ling)鎂礦石(shi)，氧化鎂含(han)量(liang)高，又易于開采(cai)(cai)，因此，被(bei)廣泛用(yong)作電熔氧化鎂的原料(liao)。采(cai)(cai)用(yong)菱(ling)鎂石(shi)作原料(liao)，碳(tan)酸(suan)鎂分(fen)解產生CO2氣體(ti)，由于有(you)大量(liang)氣體(ti)從爐內排出影響著電熔過程的進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化鎂的(de)結晶帶(dai)的(de)形成均有不利(li)影響，由于大量(liang)塵料飛損(sun)(sun)，使物(wu)料損(sun)(sun)耗和能量(liang)消耗增(zeng)高(gao)，也惡(e)化了(le)車間生(sheng)產環境。但由于優質菱鎂礦石(shi)容易獲得，價格(ge)很低廉，所以，仍是我國電熔氧(yang)化鎂用(yong)得最(zui)多最(zui)廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)中氧化鎂(mei)的含量高低和(he)化學成(cheng)分直接(jie)影響(xiang)到電熔凝(ning)氧化鎂(mei)的質(zhi)量，同(tong)時在電熔過程中也直接(jie)影響(xiang)到電熔凝(ning)氧化鎂(mei)得到的品(pin)(pin)級(ji)比(bi)例，因此(ci)，為了(le)保證電熔凝(ning)氧化鎂(mei)的質(zhi)量和(he)品(pin)(pin)級(ji)比(bi)例，必須對各種礦石(shi)進行適(shi)當的配比(bi)后進行熔煉。

②水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)(shi)。我國的(de)(de)遼寧省水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)(shi)的(de)(de)礦源非常豐富，水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)(shi)中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量高于菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)(shi)(shi)。它也是一種制造(zao)電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)原料，部分地區(qu)水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)(shi)的(de)(de)化(hua)學(xue)成分見(jian)表2。

表(biao)2水鎂石的化學成分/%

③輕燒(shao)氧(yang)化鎂。以輕燒(shao)氧(yang)化鎂作為電熔氧(yang)化鎂原料(liao)，可(ke)以使生產(chan)環境得到改善，可(ke)以降低運(yun)輸費用。由于電熔時排出氣體(ti)少，成分也(ye)較(jiao)均勻，對提(ti)高電熔氧(yang)化鎂質量有(you)利。

我國有一(yi)些電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)以輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)制成(cheng)球(qiu)料入爐電(dian)(dian)(dian)熔(rong)。輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)氧(yang)化鎂(mei)(mei)含量達到98%，以此(ci)料能生(sheng)產出白色大結晶電(dian)(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)費(fei)用(yong)高，影響(xiang)生(sheng)產成(cheng)本。目前，有的(de)(de)廠家采用(yong)反射(she)爐輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)，以一(yi)定的(de)(de)粒度(du)加入熔(rong)爐電(dian)(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量比用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石好(hao)，成(cheng)本又比用(yong)球(qiu)料作原料時便(bian)宜，因(yin)而得到了一(yi)定的(de)(de)推廣。

④燒(shao)(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂。為了某些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)特殊要(yao)求(qiu)，有時(shi)必(bi)須(xu)(xu)在(zai)電(dian)熔(rong)過程中采(cai)用(yong)燒(shao)(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為電(dian)熔(rong)原料，如(ru)采(cai)用(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為電(dian)熔(rong)原料，一般首(shou)先利用(yong)處理海水(shui)和石灰(hui)乳作(zuo)用(yong)生(sheng)(sheng)產(chan)氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)(shao)成(cheng)輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)其他方法(fa)也可(ke)以制(zhi)得輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業(ye)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)制(zhi)取(qu)方法(fa))，采(cai)用(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)為原料生(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)研究(jiu)認為，極少量的(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)氣體(ti)(相(xiang))也屬于(yu)晶(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)，可(ke)明顯影(ying)響晶(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)(de)長大。因為雜(za)質(zhi)相(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)在(zai)于(yu)增加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)運動所需的(de)(de)(de)能(neng)量。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)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)橫截面積(ji)成(cheng)正比，所以必(bi)須(xu)(xu)提高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)才能(neng)離開第(di)二相(xiang)繼續運動。并且(qie)當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與(yu)第(di)二相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，與(yu)第(di)二相(xiang)橫截面積(ji)相(xiang)等(deng)的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)必(bi)須(xu)(xu)變形，第(di)二相(xiang)數量愈(yu)多(duo)，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)長大的(de)(de)(de)極限尺(chi)寸愈(yu)小。

另一方面為(wei)了降低電熔(rong)凝氧化(hua)鎂的(de)(de)顯(xian)氣(qi)孔率，也應(ying)盡量減少原(yuan)料氧化(hua)鎂的(de)(de)氣(qi)體排出，因(yin)此，采(cai)用燒結鎂砂電熔(rong)有其顯(xian)著(zhu)優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的(de)化學(xue)原料(liao)質量要(yao)求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是同原子(zi)和分子(zi)的(de)(de)量子(zi)力(li)學本(ben)性(xing)如離(li)(li)(li)(li)子(zi)半徑的(de)(de)尺(chi)(chi)寸(cun)，離(li)(li)(li)(li)子(zi)的(de)(de)電(dian)位數值(zhi)，離(li)(li)(li)(li)子(zi)的(de)(de)電(dian)子(zi)外層結(jie)構等相關聯(lian)。而氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)離(li)(li)(li)(li)子(zi)尺(chi)(chi)寸(cun)、質量和電(dian)荷、陽離(li)(li)(li)(li)子(zi)和陰離(li)(li)(li)(li)子(zi)之間(jian)的(de)(de)結(jie)合特(te)性(xing)和強(qiang)度、離(li)(li)(li)(li)子(zi)的(de)(de)極化(hua)(hua)作用、結(jie)晶構造等決(jue)定它是一高熔點化(hua)(hua)合物。

氧化鎂(mei)的熔點(dian)和(he)結(jie)構(gou)參數：陽(yang)離(li)(li)子半(ban)徑0.074mm;陰離(li)(li)子半(ban)徑0.53mm;結(jie)構(gou)類型(xing)NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂制造的(de)(de)(de)最(zui)重要過(guo)程(cheng)是(shi)由各種(zhong)鎂質原(yuan)料，通過(guo)各種(zhong)形(xing)式的(de)(de)(de)加熱(re)(re)方法產生高(gao)溫使鎂質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)鎂熔(rong)體。要使氧(yang)化(hua)(hua)鎂熔(rong)融(rong)，必(bi)須消耗大(da)量的(de)(de)(de)熱(re)(re)能，以(yi)克服離(li)子間的(de)(de)(de)引(yin)力。通過(guo)強大(da)電弧產生高(gao)溫而熔(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)方法叫做電弧熔(rong)融(rong)法。這(zhe)個融(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)一般包括熱(re)(re)的(de)(de)(de)傳(chuan)導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體長(chang)大(da)等一系列物理(li)化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)過程(cheng)(cheng)。用水(shui)鎂石作(zuo)原料有一脫(tuo)水(shui)過程(cheng)(cheng)。水(shui)鎂石的(de)主(zhu)要成分是氫(qing)氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過程(cheng)(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過(guo)程。用(yong)菱鎂(mei)礦(kuang)作為(wei)原料(liao)時有(you)一(yi)個脫(tuo)碳過(guo)程，脫(tuo)碳過(guo)程包(bao)括兩個方(fang)面。一(yi)方(fang)面是菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)的熱分(fen)解，菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)的主要成分(fen)是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方(fang)面，由于在(zai)電熔過程中往(wang)往(wang)在(zai)原料氧化鎂中加入石墨(mo)粉(fen)末添加物(助劑(ji))，在(zai)電熔爐(lu)起動過程中需在(zai)三電極(石墨(mo)電極)的下(xia)端用(yong)石墨(mo)粉(fen)末鋪(pu)成三角形或星形導線路，在(zai)通電過程中受熱燒(shao)損或完全燃燒(shao)除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化過程(cheng)。熔(rong)化過程(cheng)即氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)(mei)離(li)子(zi)和氧(yang)離(li)子(zi)在強電(dian)弧產(chan)(chan)生(sheng)的(de)熱(re)(re)能(neng)作用(yong)下，克服單晶(jing)體(ti)(ti)中的(de)晶(jing)格能(neng)的(de)束縛，變成(cheng)(cheng)能(neng)自(zi)由運(yun)動的(de)過程(cheng)。也(ye)就(jiu)(jiu)是說，氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)加熱(re)(re)到一(yi)定溫度(熔(rong)點)就(jiu)(jiu)會由固體(ti)(ti)變成(cheng)(cheng)液體(ti)(ti)，叫熔(rong)化。在這一(yi)過程(cheng)中需(xu)消(xiao)(xiao)耗(hao)大量的(de)電(dian)能(neng)。據電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)生(sheng)產(chan)(chan)者對用(yong)水鎂(mei)(mei)(mei)石作原料生(sheng)產(chan)(chan)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)熱(re)(re)平衡的(de)衡算，熱(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)的(de)比例如下：氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)晶(jing)體(ti)(ti)生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)水耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散(san)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失(shi)值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據可以看出，在電(dian)熔(rong)