電(dian)弧(hu)(hu)熔爐生產(chan)電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂的工藝(yi)流程主要包(bao)括：原料(liao)配(pei)料(liao)、電(dian)弧(hu)(hu)熔融、破(po)碎、選別、粉碎、篩別、磁(ci)選、分(fen)類包(bao)裝等(deng)。

(1)原料

我(wo)國有豐富的(de)優(you)質菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)，氧化鎂(mei)(mei)含量(liang)高，又(you)易(yi)于(yu)開采，因此，被廣(guang)泛(fan)用作(zuo)電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)的(de)原料。采用菱(ling)鎂(mei)(mei)石(shi)作(zuo)原料，碳(tan)酸鎂(mei)(mei)分解產生(sheng)CO2氣體，由于(yu)有大量(liang)氣體從爐內排出影響著電(dian)熔(rong)過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)結晶帶(dai)的(de)(de)形(xing)成均有不利影響，由(you)于大量(liang)塵料飛損，使物料損耗和能量(liang)消耗增高，也惡化了(le)車間生產環境。但由(you)于優質菱鎂(mei)礦石容易獲得，價(jia)格很低廉，所(suo)以，仍是我國電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)用(yong)得最多最廣泛的(de)(de)原料。

(2)配料

①菱(ling)(ling)鎂礦。菱(ling)(ling)鎂礦石中氧化鎂的(de)(de)含(han)量高低(di)和化學成分直接(jie)影(ying)響到(dao)電(dian)熔(rong)凝氧化鎂的(de)(de)質量，同時在電(dian)熔(rong)過(guo)程中也直接(jie)影(ying)響到(dao)電(dian)熔(rong)凝氧化鎂得到(dao)的(de)(de)品級比(bi)例，因此，為了保證電(dian)熔(rong)凝氧化鎂的(de)(de)質量和品級比(bi)例，必須對各種(zhong)礦石進行適當的(de)(de)配(pei)比(bi)后進行熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)。我國的(de)遼寧(ning)省水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)礦源非常豐(feng)富，水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)中氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)(shi)。它也是一種制造電熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原料(liao)，部分(fen)地區水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)化(hua)學成分(fen)見表2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕(qing)(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)。以輕(qing)(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)作為(wei)電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)原料，可以使(shi)生產環境得到改(gai)善，可以降低運(yun)輸費用。由(you)于(yu)電熔(rong)時排(pai)出(chu)氣(qi)體(ti)少，成分也較均(jun)勻，對提高電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)質(zhi)量有利。

我國有(you)一些電(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)以輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制成球(qiu)(qiu)料(liao)入爐電(dian)(dian)熔。輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)達(da)到(dao)98%，以此料(liao)能生產(chan)出白色(se)大結(jie)晶電(dian)(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。但由(you)于成球(qiu)(qiu)費用(yong)高(gao)，影響生產(chan)成本。目前，有(you)的(de)廠家采(cai)用(yong)反(fan)射爐輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，以一定(ding)的(de)粒度(du)加入熔爐電(dian)(dian)熔，電(dian)(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)比(bi)用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石好，成本又比(bi)用(yong)球(qiu)(qiu)料(liao)作(zuo)原料(liao)時便宜，因而得到(dao)了(le)一定(ding)的(de)推廣(guang)。

④燒結鎂(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了某些電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)特殊要求，有(you)時必(bi)須在電熔過程中采(cai)用(yong)燒結鎂(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)電熔原料(liao)，如采(cai)用(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)電熔原料(liao)，一般首先利用(yong)處理海水(shui)和石(shi)灰乳作用(yong)生(sheng)(sheng)產氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒成(cheng)輕(qing)(qing)(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)其他方法也(ye)(ye)可以制得輕(qing)(qing)(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)制取方法)，采(cai)用(yong)輕(qing)(qing)(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作為(wei)原料(liao)生(sheng)(sheng)產電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極(ji)少量的(de)(de)雜質氣(qi)體(相(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)(ye)屬于晶(jing)(jing)(jing)體的(de)(de)雜質，可明顯(xian)影響晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)長(chang)(chang)大。因為(wei)雜質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作用(yong)在于增加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)運動所(suo)(suo)需的(de)(de)能量。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)體能量降低，其降低量與(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積成(cheng)正比，所(suo)(suo)以必(bi)須提高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)能，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)才能離開第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動。并且(qie)當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)必(bi)須變形，第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量愈多，晶(jing)(jing)(jing)粒長(chang)(chang)大的(de)(de)極(ji)限(xian)尺寸愈小。

另一方(fang)面(mian)為了降低電熔(rong)凝氧化鎂的顯(xian)氣孔率，也應盡量減少原料氧化鎂的氣體(ti)排出(chu)，因此，采(cai)用燒結(jie)鎂砂電熔(rong)有其顯(xian)著優(you)點。

⑤電熔(rong)氧化鎂(mei)單晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性(xing)是同原(yuan)子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)力學本性(xing)如(ru)離(li)子(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺寸(cun)，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)(dian)位數值，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)外層結(jie)構等相關聯(lian)。而氧化(hua)鎂的(de)(de)離(li)子(zi)(zi)尺寸(cun)、質量和電(dian)(dian)荷、陽離(li)子(zi)(zi)和陰離(li)子(zi)(zi)之間的(de)(de)結(jie)合特性(xing)和強度、離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)極化(hua)作(zuo)用、結(jie)晶構造等決定它是一(yi)高熔點化(hua)合物。

氧化鎂的熔(rong)點(dian)和結構參數(shu)：陽(yang)離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)位數(shu)6;有(you)效配(pei)位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)2800℃。

電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂制造的最重要(yao)過(guo)程是由各(ge)(ge)種(zhong)鎂質原料(liao)，通(tong)(tong)過(guo)各(ge)(ge)種(zhong)形式的加(jia)熱(re)(re)方法產(chan)生高溫使鎂質材料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂熔(rong)體。要(yao)使氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂熔(rong)融，必須消耗大(da)(da)量的熱(re)(re)能，以(yi)克服(fu)離(li)子間的引力。通(tong)(tong)過(guo)強大(da)(da)電(dian)弧產(chan)生高溫而熔(rong)化(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的方法叫做電(dian)弧熔(rong)融法。這個融化(hua)(hua)過(guo)程一(yi)般包(bao)括熱(re)(re)的傳(chuan)導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體長(chang)大(da)(da)等一(yi)系(xi)列物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的過(guo)程。

①脫(tuo)(tuo)水(shui)(shui)過程。用水(shui)(shui)鎂石(shi)作原(yuan)料有一脫(tuo)(tuo)水(shui)(shui)過程。水(shui)(shui)鎂石(shi)的主要成分是(shi)氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)(tuo)水(shui)(shui)過程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)程。用菱鎂礦作為原(yuan)料(liao)時有一個脫碳過(guo)程，脫碳過(guo)程包括兩個方(fang)面(mian)。一方(fang)面(mian)是(shi)菱鎂礦石的熱分解(jie)，菱鎂礦石的主(zhu)要成分是(shi)碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面，由于在(zai)電(dian)熔過程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)往往在(zai)原料氧化鎂中(zhong)(zhong)加入石(shi)墨粉(fen)末(mo)添加物(助劑)，在(zai)電(dian)熔爐起動過程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)需在(zai)三電(dian)極(石(shi)墨電(dian)極)的下(xia)端用石(shi)墨粉(fen)末(mo)鋪(pu)成(cheng)三角(jiao)形或(huo)星形導線(xian)路，在(zai)通電(dian)過程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)受熱燒損或(huo)完全燃燒除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)即(ji)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)離子和氧(yang)(yang)離子在強(qiang)電弧產生的(de)(de)(de)(de)熱(re)能作用下(xia)，克服單晶體(ti)(ti)中的(de)(de)(de)(de)晶格能的(de)(de)(de)(de)束(shu)縛，變成能自(zi)由運動的(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)。也就是說，氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)加(jia)熱(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)點)就會由固體(ti)(ti)變成液體(ti)(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)。在這(zhe)一過(guo)程(cheng)中需消(xiao)(xiao)耗大量的(de)(de)(de)(de)電能。據電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)生產者對(dui)用水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)石作原料生產電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)熱(re)平(ping)衡(heng)的(de)(de)(de)(de)衡(heng)算(suan)，熱(re)消(xiao)(xiao)耗的(de)(de)(de)(de)比例如下(xia)：氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)晶體(ti)(ti)生成熱(re)消(xiao)(xiao)耗值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)耗熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂生成熱(re)耗值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水(shui)耗熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐(lu)殼的(de)(de)(de)(de)水(shui)耗熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子表面散熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電能損失(shi)值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些(xie)統計(ji)數(shu)據可(ke)以看出，在電熔(rong)(rong)