電弧(hu)熔爐生產電熔氧(yang)化鎂的工(gong)藝流程主要(yao)包括：原料配料、電弧(hu)熔融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁(ci)選、分類包裝等。

(1)原料

我(wo)國有豐富的優質菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量高，又易于開采，因(yin)此，被(bei)廣泛用作電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的原料(liao)。采用菱鎂(mei)(mei)石(shi)作原料(liao)，碳酸鎂(mei)(mei)分(fen)解產生CO2氣體，由于有大量氣體從爐(lu)內排出影響著電熔(rong)過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)鎂(mei)的結晶帶的形成(cheng)均有不利影(ying)響(xiang)，由(you)于(yu)(yu)大量(liang)塵料(liao)飛(fei)損，使物料(liao)損耗和能量(liang)消耗增高，也惡化(hua)了車(che)間生產環境。但由(you)于(yu)(yu)優質菱鎂(mei)礦石(shi)容易(yi)獲得(de)，價(jia)格(ge)很低(di)廉，所以，仍是(shi)我國電熔氧化(hua)鎂(mei)用得(de)最(zui)多最(zui)廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石中氧化鎂(mei)(mei)的(de)含量高低和化學成(cheng)分直接影響(xiang)到(dao)電熔凝(ning)氧化鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)量，同時在電熔過程中也(ye)直接影響(xiang)到(dao)電熔凝(ning)氧化鎂(mei)(mei)得(de)到(dao)的(de)品(pin)級(ji)比例(li)，因此(ci)，為(wei)了保證電熔凝(ning)氧化鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)量和品(pin)級(ji)比例(li)，必須對各種礦石進(jin)行(xing)適(shi)當的(de)配比后進(jin)行(xing)熔煉(lian)。

②水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)。我(wo)國(guo)的(de)(de)遼寧省水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)(de)礦源非常豐富，水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)中氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量高于(yu)菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)(shi)。它也是一種制(zhi)造電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)原(yuan)料，部(bu)分(fen)地區水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)(de)化(hua)學成分(fen)見表(biao)2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)。以輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)原料，可(ke)以使(shi)生(sheng)產環(huan)境得到改善(shan)，可(ke)以降低運輸費用。由于電(dian)熔時排出氣體少，成分也較(jiao)均勻，對提高(gao)電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)質量有利。

我國有(you)一(yi)(yi)些(xie)電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制成球料入(ru)爐電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)。輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量(liang)達到98%，以此料能(neng)生產(chan)出白色大結(jie)晶電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但由于(yu)成球費(fei)用(yong)高，影響(xiang)生產(chan)成本。目前，有(you)的(de)廠家采用(yong)反射(she)爐輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以一(yi)(yi)定(ding)的(de)粒度加入(ru)熔(rong)(rong)爐電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量(liang)比用(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)好(hao)，成本又比用(yong)球料作原料時便(bian)宜，因(yin)而得到了(le)一(yi)(yi)定(ding)的(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)(wei)了某些電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的特殊要求(qiu)，有(you)時必(bi)須(xu)在(zai)電(dian)熔過程中采(cai)用(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)電(dian)熔原料，如(ru)采(cai)用(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)電(dian)熔原料，一般首先(xian)利用(yong)處理海水和石灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)生產氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成(cheng)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)其他方法也可(ke)以制得輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的制取方法)，采(cai)用(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)原料生產電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)(wei)(wei)，極少(shao)量(liang)(liang)的雜(za)質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)(jing)體的雜(za)質(zhi)，可(ke)明顯影(ying)響(xiang)晶(jing)(jing)粒的長大(da)。因(yin)為(wei)(wei)(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)的作(zuo)(zuo)用(yong)在(zai)于(yu)增(zeng)加晶(jing)(jing)界(jie)運動所(suo)需的能(neng)(neng)量(liang)(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)與第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)(yu)時，晶(jing)(jing)體能(neng)(neng)量(liang)(liang)降低，其降低量(liang)(liang)與第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截面積成(cheng)正比，所(suo)以必(bi)須(xu)提高(gao)晶(jing)(jing)界(jie)能(neng)(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)才能(neng)(neng)離(li)開第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼(ji)續運動。并且當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)與第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)(yu)時，與第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截面積相(xiang)(xiang)等(deng)的晶(jing)(jing)界(jie)必(bi)須(xu)變形(xing)，第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)粒長大(da)的極限尺寸愈(yu)小。

另一(yi)方面為了降低電(dian)熔凝氧化鎂的(de)顯氣(qi)孔率，也應盡量減少(shao)原料氧化鎂的(de)氣(qi)體排出，因(yin)此，采用燒結(jie)鎂砂電(dian)熔有(you)其(qi)顯著優點。

⑤電熔氧化(hua)(hua)鎂單晶的化(hua)(hua)學原(yuan)料質量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性是同(tong)原子和(he)分子的(de)量子力學本性如離(li)(li)(li)(li)子半徑的(de)尺(chi)寸，離(li)(li)(li)(li)子的(de)電位數值，離(li)(li)(li)(li)子的(de)電子外層結構(gou)等相關聯。而氧化鎂的(de)離(li)(li)(li)(li)子尺(chi)寸、質量和(he)電荷(he)、陽離(li)(li)(li)(li)子和(he)陰離(li)(li)(li)(li)子之(zhi)間的(de)結合(he)特性和(he)強度、離(li)(li)(li)(li)子的(de)極(ji)化作用、結晶構(gou)造等決定(ding)它是一高熔點化合(he)物。

氧化鎂(mei)的熔(rong)點和結構參數(shu)：陽(yang)離子(zi)半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離子(zi)半(ban)徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)位(wei)數(shu)6;有效配(pei)位(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)(de)(de)最重(zhong)要(yao)過程(cheng)(cheng)是由各種鎂(mei)(mei)質原(yuan)料，通(tong)過各種形式的(de)(de)(de)加熱方法產生高溫(wen)使鎂(mei)(mei)質材(cai)料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)體。要(yao)使氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)融(rong)，必須消(xiao)耗大(da)(da)量的(de)(de)(de)熱能，以克服(fu)離子間的(de)(de)(de)引力。通(tong)過強大(da)(da)電(dian)弧(hu)產生高溫(wen)而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)方法叫做(zuo)電(dian)弧(hu)熔(rong)(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)一般包(bao)括熱的(de)(de)(de)傳導(dao)、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大(da)(da)等一系列物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)(de)(de)過程(cheng)(cheng)。

①脫水過程。用水鎂石作原料有一脫水過程。水鎂石的主要成分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)(tan)過程。用菱鎂(mei)礦作為原料時(shi)有(you)一個(ge)脫碳(tan)(tan)(tan)過程，脫碳(tan)(tan)(tan)過程包括(kuo)兩個(ge)方(fang)面(mian)。一方(fang)面(mian)是菱鎂(mei)礦石(shi)的(de)熱分(fen)解，菱鎂(mei)礦石(shi)的(de)主要成分(fen)是碳(tan)(tan)(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于在電熔(rong)過程中(zhong)(zhong)往往在原料(liao)氧化鎂中(zhong)(zhong)加(jia)入石(shi)(shi)墨(mo)粉末(mo)添加(jia)物(助(zhu)劑(ji))，在電熔(rong)爐起動過程中(zhong)(zhong)需(xu)在三電極(ji)(石(shi)(shi)墨(mo)電極(ji))的下端用石(shi)(shi)墨(mo)粉末(mo)鋪成三角形(xing)或(huo)星(xing)形(xing)導線路，在通電過程中(zhong)(zhong)受熱燒損或(huo)完全燃燒除(chu)去石(shi)(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化過程(cheng)(cheng)。熔化過程(cheng)(cheng)即氧化鎂(mei)中鎂(mei)離子和氧離子在(zai)(zai)強(qiang)電(dian)(dian)弧(hu)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)熱(re)(re)能(neng)(neng)作用(yong)下，克服單晶體中的(de)晶格能(neng)(neng)的(de)束縛，變成(cheng)(cheng)能(neng)(neng)自由運動(dong)的(de)過程(cheng)(cheng)。也就是說，氧化鎂(mei)加(jia)熱(re)(re)到(dao)一定(ding)溫度(熔點(dian))就會由固體變成(cheng)(cheng)液(ye)體，叫熔化。在(zai)(zai)這(zhe)一過程(cheng)(cheng)中需消(xiao)(xiao)耗大量的(de)電(dian)(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)(dian)熔凝(ning)氧化鎂(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)者對用(yong)水鎂(mei)石作原(yuan)料生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)電(dian)(dian)熔凝(ning)氧化鎂(mei)的(de)熱(re)(re)平(ping)衡(heng)(heng)的(de)衡(heng)(heng)算，熱(re)(re)消(xiao)(xiao)耗的(de)比(bi)例(li)如下：氧化鎂(mei)晶體生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)消(xiao)(xiao)耗值34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)耗熱(re)(re)值15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)耗值3.0%，冷卻水耗熱(re)(re)值8.4%，冷卻爐殼的(de)水耗熱(re)(re)值7.9%，爐子表(biao)面散熱(re)(re)值6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值28.8%。電(dian)(dian)能(neng)(neng)損失值3.2%，從這(zhe)些統計數據可以看(kan)出，在(zai)(zai)電(dian)(dian)熔