電(dian)(dian)弧(hu)熔(rong)爐生產電(dian)(dian)熔(rong)氧化鎂的工藝流程主要包括(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)、磁選、分類包裝等。

(1)原料

我國有豐富的(de)優(you)質菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石，氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量高，又易(yi)于開采，因(yin)此，被廣泛用作電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)原(yuan)料。采用菱鎂(mei)(mei)(mei)石作原(yuan)料，碳酸鎂(mei)(mei)(mei)分解產生(sheng)CO2氣體(ti)，由(you)于有大量氣體(ti)從爐(lu)內排出影響(xiang)著(zhu)電熔過(guo)程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)(rong)氧化鎂的(de)結晶帶(dai)的(de)形成均有不利(li)影響，由于大量塵料飛損(sun)，使物料損(sun)耗(hao)和(he)能量消(xiao)耗(hao)增高，也惡化了車(che)間(jian)生產(chan)環(huan)境。但由于優質菱鎂礦石容易獲得，價格很低廉(lian)，所(suo)以，仍(reng)是我國電熔(rong)(rong)氧化鎂用得最(zui)多最(zui)廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)中氧化鎂(mei)的(de)(de)含量(liang)(liang)高低(di)和化學成分直接影(ying)響到電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧化鎂(mei)的(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)，同時(shi)在電(dian)熔(rong)(rong)過程中也直接影(ying)響到電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧化鎂(mei)得到的(de)(de)品(pin)級比(bi)(bi)例，因此，為了(le)保證電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧化鎂(mei)的(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)和品(pin)級比(bi)(bi)例，必須對各種(zhong)礦(kuang)石(shi)進行(xing)(xing)適當的(de)(de)配(pei)比(bi)(bi)后進行(xing)(xing)熔(rong)(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石。我國的(de)(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石的(de)(de)礦(kuang)源非常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石中氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量高于菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石。它(ta)也是(shi)一種制造電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)原(yuan)料，部(bu)分地區水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石的(de)(de)化(hua)學成(cheng)分見(jian)表(biao)2。

表2水(shui)鎂石的化學成(cheng)分/%

③輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。以(yi)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)為電(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)原料，可以(yi)使生(sheng)產環境得到改善，可以(yi)降低運輸費(fei)用。由(you)于電(dian)熔時排(pai)出氣體少，成分也較均勻，對提高電(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)質量有利(li)。

我國有一(yi)(yi)些(xie)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂以輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂制成(cheng)球(qiu)料入爐電(dian)熔(rong)(rong)。輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂的(de)氧(yang)化(hua)鎂含量達到98%，以此(ci)料能生產出(chu)白色大(da)結晶電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂。但由于成(cheng)球(qiu)費用(yong)(yong)高(gao)，影響生產成(cheng)本。目前，有的(de)廠家采用(yong)(yong)反射爐輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂，以一(yi)(yi)定的(de)粒度(du)加(jia)入熔(rong)(rong)爐電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂的(de)質量比(bi)用(yong)(yong)菱鎂礦石(shi)好，成(cheng)本又比(bi)用(yong)(yong)球(qiu)料作(zuo)原料時(shi)便宜，因而得到了一(yi)(yi)定的(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)了某些電(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的特殊要求，有時必須(xu)在電(dian)熔(rong)過程中采(cai)(cai)用(yong)燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)料，如采(cai)(cai)用(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)料，一(yi)般首先(xian)利(li)用(yong)處理海水和(he)石灰乳作(zuo)用(yong)生產氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成(cheng)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)其(qi)他(ta)方法也(ye)可以制(zhi)得輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的制(zhi)取方法)，采(cai)(cai)用(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原(yuan)料生產電(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和(he)拉(la)特爾(er)(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)(wei)，極少量的雜(za)質(zhi)(zhi)氣體(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)(jing)(jing)體的雜(za)質(zhi)(zhi)，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒的長大。因為(wei)(wei)雜(za)質(zhi)(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的作(zuo)用(yong)在于增(zeng)加晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)運動所需的能(neng)量。當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體能(neng)量降低，其(qi)降低量與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積(ji)成(cheng)正比，所以必須(xu)提高晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)才能(neng)離(li)開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼(ji)續運動。并且當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)必須(xu)變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量愈多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒長大的極限尺寸愈小。

另一方面為了降低電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的顯氣孔率，也應盡量減少(shao)原料氧化(hua)鎂(mei)(mei)的氣體排(pai)出，因此(ci)，采用燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂電(dian)熔有其顯著(zhu)優點(dian)。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原料(liao)質量要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特(te)性是(shi)同原子(zi)和(he)分子(zi)的(de)(de)量(liang)子(zi)力學本性如離(li)(li)子(zi)半徑的(de)(de)尺寸(cun)，離(li)(li)子(zi)的(de)(de)電(dian)(dian)位數值，離(li)(li)子(zi)的(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)外層結(jie)構等相(xiang)關聯。而(er)氧化鎂的(de)(de)離(li)(li)子(zi)尺寸(cun)、質量(liang)和(he)電(dian)(dian)荷、陽離(li)(li)子(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)之間的(de)(de)結(jie)合特(te)性和(he)強度(du)、離(li)(li)子(zi)的(de)(de)極化作用、結(jie)晶(jing)構造等決定它是(shi)一高熔點(dian)化合物。

氧化鎂的(de)熔點和結構參(can)數：陽離子半徑0.074mm;陰(yin)離子半徑0.53mm;結構類(lei)型NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)最(zui)重要(yao)(yao)過程是由(you)各種(zhong)鎂(mei)質原料(liao)，通(tong)(tong)過各種(zhong)形式的(de)加熱方(fang)(fang)法(fa)產生高(gao)溫使(shi)鎂(mei)質材料(liao)(MgO)熔化(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔體。要(yao)(yao)使(shi)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔融(rong)，必須消耗大量的(de)熱能，以克服離(li)子間的(de)引力(li)。通(tong)(tong)過強大電(dian)弧產生高(gao)溫而(er)熔化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)方(fang)(fang)法(fa)叫做(zuo)電(dian)弧熔融(rong)法(fa)。這(zhe)個融(rong)化(hua)(hua)(hua)過程一般包括熱的(de)傳(chuan)導、脫水、脫碳、熔化(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體長(chang)大等(deng)一系列物(wu)理化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的(de)過程。

①脫水過程(cheng)。用水鎂(mei)(mei)石(shi)作原料有(you)一脫水過程(cheng)。水鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)主要成分是氫氧化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其脫水過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過程。用菱(ling)鎂(mei)(mei)礦作為原料時有(you)一個脫(tuo)碳(tan)過程，脫(tuo)碳(tan)過程包(bao)括兩個方面(mian)(mian)。一方面(mian)(mian)是菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)的熱分解，菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)的主要成分是碳(tan)酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由(you)于在(zai)電(dian)熔過(guo)(guo)程中(zhong)往往在(zai)原(yuan)料氧化(hua)鎂中(zhong)加入(ru)石墨(mo)(mo)(mo)粉(fen)末(mo)(mo)添(tian)加物(助劑)，在(zai)電(dian)熔爐起動過(guo)(guo)程中(zhong)需在(zai)三(san)電(dian)極(石墨(mo)(mo)(mo)電(dian)極)的(de)下端(duan)用石墨(mo)(mo)(mo)粉(fen)末(mo)(mo)鋪成三(san)角形(xing)(xing)或(huo)星(xing)形(xing)(xing)導線(xian)路，在(zai)通電(dian)過(guo)(guo)程中(zhong)受熱燒(shao)損或(huo)完全(quan)燃燒(shao)除去石墨(mo)(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)即氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)(mei)離子(zi)(zi)和(he)氧(yang)離子(zi)(zi)在強(qiang)電弧(hu)產生(sheng)(sheng)(sheng)的熱(re)能(neng)作(zuo)用下，克服單晶體(ti)中的晶格(ge)能(neng)的束縛(fu)，變成(cheng)能(neng)自由運動的過(guo)程(cheng)。也就是說，氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)加熱(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)(rong)點)就會(hui)由固體(ti)變成(cheng)液(ye)體(ti)，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)。在這一過(guo)程(cheng)中需消(xiao)耗大量的電能(neng)。據電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)生(sheng)(sheng)(sheng)產者對用水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)作(zuo)原料生(sheng)(sheng)(sheng)產電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的熱(re)平衡(heng)的衡(heng)算，熱(re)消(xiao)耗的比例如下：氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)晶體(ti)生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)消(xiao)耗值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗熱(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)耗值(zhi)3.0%，冷卻(que)水(shui)耗熱(re)值(zhi)8.4%，冷卻(que)爐(lu)殼的水(shui)耗熱(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)(zi)表(biao)面(mian)散(san)熱(re)值(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶(dai)走熱(re)值(zhi)28.8%。電能(neng)損失值(zhi)3.2%，從這些(xie)統計數據可(ke)以看(kan)出，在電熔(rong)(rong)(rong)