電弧熔爐生產電熔氧化鎂(mei)的(de)工(gong)藝流程(cheng)主要包(bao)括：原料配(pei)料、電弧熔融(rong)、破碎(sui)、選別、粉碎(sui)、篩(shai)別、磁選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我(wo)國有(you)豐富的優(you)質菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量(liang)高，又易于開采，因此，被(bei)廣泛用作電熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的原(yuan)(yuan)料(liao)。采用菱鎂(mei)(mei)(mei)石作原(yuan)(yuan)料(liao)，碳酸鎂(mei)(mei)(mei)分解產(chan)生CO2氣體，由于有(you)大量(liang)氣體從(cong)爐內排(pai)出(chu)影響著(zhu)電熔過程的進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂的結晶帶(dai)的形成均有不利影響(xiang)，由(you)(you)于大量塵料(liao)(liao)飛損，使(shi)物料(liao)(liao)損耗(hao)和能量消耗(hao)增(zeng)高，也惡化了車(che)間生產環境。但由(you)(you)于優質(zhi)菱鎂礦石容易獲得，價格很低廉(lian)，所(suo)以(yi)，仍是(shi)我(wo)國電熔氧化鎂用得最(zui)多最(zui)廣(guang)泛的原料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)(kuang)。菱鎂礦(kuang)(kuang)石中氧(yang)(yang)化(hua)鎂的含量高低和化(hua)學成分直(zhi)(zhi)接(jie)影響到電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂的質(zhi)量，同時(shi)在電(dian)熔(rong)過(guo)程中也直(zhi)(zhi)接(jie)影響到電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂得到的品級(ji)比(bi)例，因此，為了保(bao)證電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂的質(zhi)量和品級(ji)比(bi)例，必須(xu)對各種礦(kuang)(kuang)石進行(xing)適當的配比(bi)后進行(xing)熔(rong)煉。

②水鎂(mei)石。我國的遼寧省水鎂(mei)石的礦源非常豐(feng)富(fu)，水鎂(mei)石中氧化(hua)鎂(mei)含(han)量高于菱鎂(mei)礦石。它也是一種(zhong)制造電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)的原(yuan)料(liao)，部分(fen)地區水鎂(mei)石的化(hua)學(xue)成(cheng)分(fen)見表(biao)2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕(qing)燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)。以(yi)(yi)輕(qing)燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)原(yuan)料，可以(yi)(yi)使生產(chan)環境得到改善，可以(yi)(yi)降(jiang)低運輸費用(yong)。由于電熔(rong)時排(pai)出(chu)氣體少，成(cheng)分(fen)也較均(jun)勻(yun)，對提高電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)質(zhi)量有利。

我國有(you)一些(xie)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制成(cheng)(cheng)球料(liao)入(ru)爐(lu)(lu)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)。輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量(liang)達到98%，以此料(liao)能生產出白色大結(jie)晶電(dian)(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但(dan)由于成(cheng)(cheng)球費用(yong)高，影響(xiang)生產成(cheng)(cheng)本。目前，有(you)的(de)廠家采用(yong)反射爐(lu)(lu)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以一定的(de)粒(li)度加(jia)入(ru)熔(rong)爐(lu)(lu)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量(liang)比用(yong)菱鎂(mei)礦石好，成(cheng)(cheng)本又比用(yong)球料(liao)作原料(liao)時便宜，因而得(de)到了一定的(de)推廣(guang)。

④燒結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)(sha)。為(wei)(wei)了(le)某(mou)些(xie)電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特殊(shu)要求，有時必須在電熔(rong)過程中采(cai)用燒結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電熔(rong)原(yuan)(yuan)料(liao)，如采(cai)用海水鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電熔(rong)原(yuan)(yuan)料(liao)，一般首先利用處理(li)海水和石灰乳作(zuo)(zuo)用生(sheng)產氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將(jiang)氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒成輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用其他(ta)方(fang)法也(ye)可以(yi)制得輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳(xiang)見工(gong)業(ye)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制取(qu)方(fang)法)，采(cai)用輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)原(yuan)(yuan)料(liao)生(sheng)產電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(tuo)(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)，極(ji)(ji)少(shao)量的(de)(de)雜(za)質氣體(ti)(ti)(相(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)的(de)(de)雜(za)質，可明顯(xian)影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)長大。因為(wei)(wei)雜(za)質相(xiang)的(de)(de)作(zuo)(zuo)用在于增加晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)運動(dong)所需的(de)(de)能量。當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與第(di)二相(xiang)相(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)能量降低，其降低量與第(di)二相(xiang)橫截(jie)面(mian)積(ji)成正比(bi)，所以(yi)必須提(ti)高晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)能，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)才能離開第(di)二相(xiang)繼(ji)續運動(dong)。并且當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與第(di)二相(xiang)相(xiang)遇時，與第(di)二相(xiang)橫截(jie)面(mian)積(ji)相(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)必須變(bian)形，第(di)二相(xiang)數(shu)量愈(yu)(yu)多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒長大的(de)(de)極(ji)(ji)限尺寸愈(yu)(yu)小。

另(ling)一方面(mian)為(wei)了降(jiang)低電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂的(de)顯氣(qi)孔(kong)率，也應盡(jin)量(liang)減(jian)少(shao)原料氧(yang)化(hua)鎂的(de)氣(qi)體(ti)排(pai)出，因此，采用(yong)燒(shao)結(jie)鎂砂電熔有其顯著優點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶的(de)化(hua)學原料質量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特(te)性是同原子(zi)和(he)(he)(he)分子(zi)的(de)(de)(de)(de)量子(zi)力學本性如離子(zi)半徑的(de)(de)(de)(de)尺寸，離子(zi)的(de)(de)(de)(de)電(dian)位數值，離子(zi)的(de)(de)(de)(de)電(dian)子(zi)外層結(jie)構等相關聯。而氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)離子(zi)尺寸、質(zhi)量和(he)(he)(he)電(dian)荷、陽離子(zi)和(he)(he)(he)陰離子(zi)之間的(de)(de)(de)(de)結(jie)合(he)特(te)性和(he)(he)(he)強度(du)、離子(zi)的(de)(de)(de)(de)極化(hua)作用、結(jie)晶構造等決定它是一高熔點化(hua)合(he)物。

氧化鎂的(de)熔(rong)點和結(jie)構參(can)數(shu)：陽離子(zi)半(ban)徑0.074mm;陰(yin)離子(zi)半(ban)徑0.53mm;結(jie)構類(lei)型(xing)NaCl;配位(wei)數(shu)6;有效配位(wei)數(shu)8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔凝氧(yang)化鎂制(zhi)造(zao)的(de)(de)最重(zhong)要(yao)過程是由各種(zhong)鎂質(zhi)原料，通(tong)過各種(zhong)形(xing)式的(de)(de)加熱方(fang)法(fa)(fa)產生高(gao)溫(wen)使(shi)鎂質(zhi)材料(MgO)熔化，變(bian)成氧(yang)化鎂熔體。要(yao)使(shi)氧(yang)化鎂熔融，必(bi)須消耗大(da)(da)量的(de)(de)熱能，以克服(fu)離子間的(de)(de)引力。通(tong)過強大(da)(da)電弧產生高(gao)溫(wen)而(er)熔化氧(yang)化鎂的(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)叫(jiao)做電弧熔融法(fa)(fa)。這個融化過程一(yi)般(ban)包括(kuo)熱的(de)(de)傳(chuan)導、脫水、脫碳、熔化、析(xi)晶(jing)、晶(jing)體長(chang)大(da)(da)等一(yi)系列(lie)物理化學變(bian)化的(de)(de)過程。

①脫(tuo)水過(guo)程。用水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)作(zuo)原料有(you)一脫(tuo)水過(guo)程。水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的主(zhu)要成(cheng)分是氫氧化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)水過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)碳(tan)過程。用菱鎂(mei)礦作為原料時有(you)一個脫(tuo)(tuo)碳(tan)過程，脫(tuo)(tuo)碳(tan)過程包括兩(liang)個方面。一方面是(shi)菱鎂(mei)礦石的(de)熱分解，菱鎂(mei)礦石的(de)主要成分是(shi)碳(tan)酸(suan)鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由于(yu)在(zai)(zai)電(dian)熔過程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)往往在(zai)(zai)原料氧化鎂中(zhong)(zhong)(zhong)加(jia)入(ru)石(shi)(shi)墨(mo)粉(fen)末添加(jia)物(助(zhu)劑)，在(zai)(zai)電(dian)熔爐起動過程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)需在(zai)(zai)三(san)電(dian)極(ji)(石(shi)(shi)墨(mo)電(dian)極(ji))的下端用石(shi)(shi)墨(mo)粉(fen)末鋪成三(san)角形(xing)或星形(xing)導線路，在(zai)(zai)通電(dian)過程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)受熱燒(shao)損或完全燃燒(shao)除去石(shi)(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)即氧(yang)化(hua)(hua)鎂中(zhong)(zhong)(zhong)鎂離子和氧(yang)離子在(zai)(zai)強電(dian)(dian)弧產生(sheng)(sheng)的(de)熱(re)(re)(re)(re)能作(zuo)用下，克服單(dan)晶(jing)體中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)晶(jing)格能的(de)束縛，變成(cheng)(cheng)能自(zi)由運動(dong)的(de)過程(cheng)。也就(jiu)是說，氧(yang)化(hua)(hua)鎂加(jia)熱(re)(re)(re)(re)到一定溫度(熔(rong)點(dian))就(jiu)會由固體變成(cheng)(cheng)液體，叫(jiao)熔(rong)化(hua)(hua)。在(zai)(zai)這(zhe)一過程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)需消耗大(da)量的(de)電(dian)(dian)能。據電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂生(sheng)(sheng)產者對用水(shui)鎂石作(zuo)原料生(sheng)(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)熱(re)(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)(re)消耗的(de)比例如(ru)下：氧(yang)化(hua)(hua)鎂晶(jing)體生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)(re)消耗值34.9%，渣皮消耗熱(re)(re)(re)(re)值15.3%，散(san)砂生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)(re)耗值3.0%，冷(leng)卻水(shui)耗熱(re)(re)(re)(re)值8.4%，冷(leng)卻爐(lu)殼(ke)的(de)水(shui)耗熱(re)(re)(re)(re)值7.9%，爐(lu)子表面散(san)熱(re)(re)(re)(re)值6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)(re)值28.8%。電(dian)(dian)能損失值3.2%，從這(zhe)些統計數據可以看出，在(zai)(zai)電(dian)(dian)熔(rong)