電(dian)弧熔(rong)(rong)爐生產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)氧化鎂的工(gong)藝流程主要(yao)包(bao)括：原料(liao)配料(liao)、電(dian)弧熔(rong)(rong)融、破碎、選別、粉碎、篩(shai)別、磁選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有(you)豐(feng)富的優質(zhi)菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)，氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量高(gao)，又易于(yu)開(kai)采(cai)，因此，被廣泛用作(zuo)電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)的原(yuan)料。采(cai)用菱(ling)鎂(mei)石(shi)作(zuo)原(yuan)料，碳酸(suan)鎂(mei)分解產(chan)生CO2氣體，由(you)于(yu)有(you)大量氣體從爐內排出(chu)影響著(zhu)電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化(hua)鎂的(de)(de)結晶(jing)帶(dai)的(de)(de)形成均有(you)不(bu)利影響，由于大量(liang)塵料飛損，使(shi)物料損耗和能量(liang)消(xiao)耗增高，也(ye)惡化(hua)了車間(jian)生產環(huan)境。但由于優質菱(ling)鎂礦(kuang)石容易獲得(de)，價(jia)格很低廉，所以，仍是我(wo)國電熔(rong)氧化(hua)鎂用得(de)最多最廣泛(fan)的(de)(de)原(yuan)料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石中氧化鎂(mei)的(de)含量高低和(he)化學成分直接影(ying)響(xiang)到電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)的(de)質(zhi)量，同時在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)過程中也(ye)直接影(ying)響(xiang)到電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)得到的(de)品(pin)(pin)級比(bi)(bi)例(li)，因此，為了保證電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)的(de)質(zhi)量和(he)品(pin)(pin)級比(bi)(bi)例(li)，必(bi)須對各種礦(kuang)(kuang)石進行(xing)適當(dang)的(de)配(pei)比(bi)(bi)后(hou)進行(xing)熔(rong)(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)。我國的(de)遼寧(ning)省(sheng)水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)礦源非(fei)常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)中氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量高于(yu)菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)。它也是(shi)一種制(zhi)造電熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原料，部分(fen)地區(qu)水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)化(hua)學成分(fen)見表(biao)2。

表2水鎂石的化學成分(fen)/%

③輕燒氧化(hua)(hua)鎂。以輕燒氧化(hua)(hua)鎂作為(wei)電(dian)熔氧化(hua)(hua)鎂原料(liao)，可以使生產環境得(de)到改善，可以降低(di)運輸費(fei)用(yong)。由(you)于電(dian)熔時排出氣體少，成分也較(jiao)均勻，對提高電(dian)熔氧化(hua)(hua)鎂質量有利。

我國有一些電(dian)熔凝氧化鎂(mei)以(yi)輕(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)制成球料(liao)入(ru)爐電(dian)熔。輕(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)的(de)(de)氧化鎂(mei)含量(liang)達到98%，以(yi)此(ci)料(liao)能生(sheng)產出白(bai)色大(da)結晶電(dian)熔氧化鎂(mei)。但(dan)由于成球費用(yong)高，影(ying)響生(sheng)產成本。目前，有的(de)(de)廠家采用(yong)反射爐輕(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)，以(yi)一定的(de)(de)粒度加(jia)入(ru)熔爐電(dian)熔，電(dian)熔氧化鎂(mei)的(de)(de)質量(liang)比用(yong)菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)好，成本又比用(yong)球料(liao)作原(yuan)料(liao)時(shi)便宜(yi)，因而得(de)到了一定的(de)(de)推廣(guang)。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂。為了某些電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)特殊要(yao)求，有時必須在(zai)電(dian)熔(rong)過程中采(cai)用(yong)(yong)(yong)燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂作為電(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)(liao)，如采(cai)用(yong)(yong)(yong)海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)砂作為電(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)(liao)，一般(ban)首先利(li)用(yong)(yong)(yong)處理(li)海(hai)水(shui)和石灰乳作用(yong)(yong)(yong)生(sheng)產氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)，將(jiang)氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)(yong)其他方法也可以(yi)(yi)制得輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)制取方法)，采(cai)用(yong)(yong)(yong)輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)作為原(yuan)料(liao)(liao)生(sheng)產電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研(yan)究認為，極少量(liang)的(de)雜(za)質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)體的(de)雜(za)質(zhi)，可明顯影響晶(jing)粒的(de)長(chang)大。因為雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作用(yong)(yong)(yong)在(zai)于增加(jia)晶(jing)界(jie)(jie)運動所需的(de)能(neng)量(liang)。當晶(jing)界(jie)(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)體能(neng)量(liang)降低，其降低量(liang)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積成正比，所以(yi)(yi)必須提高晶(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)(jie)才能(neng)離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動。并且(qie)當晶(jing)界(jie)(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)界(jie)(jie)必須變形(xing)，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)粒長(chang)大的(de)極限尺寸(cun)愈小。

另一(yi)方面為了降(jiang)低電熔(rong)凝氧化鎂的顯氣(qi)孔率，也應盡(jin)量(liang)減少原料氧化鎂的氣(qi)體排(pai)出，因此，采用燒結鎂砂電熔(rong)有其顯著優點。

⑤電熔氧化鎂(mei)單晶(jing)的化學原料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)(xing)(xing)是(shi)同(tong)原子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)力學本性(xing)(xing)(xing)如離(li)子(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺(chi)(chi)寸，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電位數值(zhi)，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)外層結(jie)構(gou)等相關聯。而氧化鎂的(de)(de)離(li)子(zi)(zi)尺(chi)(chi)寸、質量和電荷、陽(yang)離(li)子(zi)(zi)和陰離(li)子(zi)(zi)之(zhi)間的(de)(de)結(jie)合(he)特(te)性(xing)(xing)(xing)和強度(du)、離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)極化作用、結(jie)晶構(gou)造(zao)等決定它(ta)是(shi)一高熔點化合(he)物。

氧化鎂的熔(rong)點和結構參數(shu)：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構類型NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)(de)最重要過(guo)(guo)程是由各種鎂(mei)質原(yuan)料(liao)，通(tong)(tong)過(guo)(guo)各種形式的(de)(de)(de)加熱方(fang)法產(chan)(chan)生高溫使(shi)鎂(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體。要使(shi)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融，必須消耗(hao)大量(liang)的(de)(de)(de)熱能(neng)，以(yi)克服離(li)子(zi)間的(de)(de)(de)引力。通(tong)(tong)過(guo)(guo)強大電(dian)(dian)(dian)弧產(chan)(chan)生高溫而(er)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)方(fang)法叫做電(dian)(dian)(dian)弧熔(rong)(rong)融法。這(zhe)個(ge)融化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程一(yi)般(ban)包括(kuo)熱的(de)(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)、析(xi)晶、晶體長(chang)大等一(yi)系(xi)列物理化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)過(guo)(guo)程。

①脫水(shui)過程(cheng)。用(yong)水(shui)鎂(mei)石作原料有一脫水(shui)過程(cheng)。水(shui)鎂(mei)石的主要成(cheng)分(fen)是氫氧化(hua)鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)程(cheng)。用菱鎂(mei)礦(kuang)作為(wei)原料時(shi)有一個脫碳過(guo)程(cheng)，脫碳過(guo)程(cheng)包括兩個方(fang)面(mian)。一方(fang)面(mian)是菱鎂(mei)礦(kuang)石的(de)熱分解，菱鎂(mei)礦(kuang)石的(de)主要成分是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由(you)于(yu)在電熔(rong)過(guo)程中(zhong)往(wang)往(wang)在原料氧化鎂中(zhong)加(jia)入石(shi)墨粉末(mo)(mo)添加(jia)物(助劑)，在電熔(rong)爐起(qi)動過(guo)程中(zhong)需在三(san)電極(石(shi)墨電極)的下端用石(shi)墨粉末(mo)(mo)鋪成三(san)角形或星形導線路，在通電過(guo)程中(zhong)受熱燒損或完全燃燒除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過程(cheng)(cheng)。熔(rong)化(hua)過程(cheng)(cheng)即氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)(mei)離(li)(li)子和氧(yang)離(li)(li)子在強電(dian)(dian)(dian)(dian)弧產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)能(neng)作用下(xia)，克服(fu)單晶(jing)體(ti)中的(de)(de)(de)晶(jing)格(ge)能(neng)的(de)(de)(de)束(shu)縛，變(bian)成(cheng)能(neng)自由運動(dong)的(de)(de)(de)過程(cheng)(cheng)。也就是說(shuo)，氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)加熱(re)(re)到一(yi)定溫度(熔(rong)點(dian))就會由固體(ti)變(bian)成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)。在這(zhe)一(yi)過程(cheng)(cheng)中需消(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)。據電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)者對用水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石作原料生(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)平衡的(de)(de)(de)衡算，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)(de)比例如下(xia)：氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)晶(jing)體(ti)生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂(sha)生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻(que)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻(que)爐殼的(de)(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散(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)(dian)(dian)(dian)能(neng)損(sun)失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數據可以看出(chu)，在電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)