電(dian)弧(hu)熔爐生(sheng)產電(dian)熔氧(yang)化鎂的工(gong)藝流(liu)程(cheng)主要包括：原料配料、電(dian)弧(hu)熔融、破碎、選(xuan)別、粉碎、篩別、磁選(xuan)、分類包裝(zhuang)等。

(1)原料

我(wo)國有(you)豐(feng)富(fu)的優質菱鎂礦(kuang)石，氧化鎂含量(liang)高，又易于開采(cai)，因此，被廣泛用作電(dian)熔(rong)氧化鎂的原料(liao)。采(cai)用菱鎂石作原料(liao)，碳酸鎂分解產(chan)生CO2氣體(ti)，由于有(you)大量(liang)氣體(ti)從(cong)爐(lu)內(nei)排(pai)出影響(xiang)著電(dian)熔(rong)過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧(yang)化鎂的(de)結晶帶(dai)的(de)形成(cheng)均(jun)有不利影(ying)響(xiang)，由于大量塵料飛損，使物料損耗(hao)和能量消耗(hao)增高，也惡化了車間生產(chan)環境。但(dan)由于優質菱鎂礦石容(rong)易獲得，價(jia)格很低(di)廉(lian)，所以，仍(reng)是我國電(dian)熔氧(yang)化鎂用得最(zui)多最(zui)廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石(shi)中(zhong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)含量(liang)高(gao)低和化(hua)學成分直接影(ying)響到電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)，同時在電(dian)熔過程中(zhong)也直接影(ying)響到電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)得到的(de)品級比(bi)例，因此，為了保(bao)證電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)和品級比(bi)例，必須對各種礦石(shi)進(jin)行適當的(de)配(pei)比(bi)后進(jin)行熔煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石。我國的遼寧省水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石的礦源非常豐富(fu)，水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石中氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含(han)量(liang)高于菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石。它(ta)也是一(yi)種制造電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的原(yuan)料(liao)，部(bu)分地區水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石的化(hua)學成(cheng)分見表2。

表(biao)2水鎂石的化學成分/%

③輕燒氧化鎂(mei)(mei)。以輕燒氧化鎂(mei)(mei)作(zuo)為電熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)原(yuan)料，可以使生產(chan)環境得(de)到改善，可以降低運輸費用。由于電熔(rong)時(shi)排出氣體(ti)少，成分也(ye)較均勻，對提高電熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)質量(liang)有利。

我國有(you)一些(xie)電熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以(yi)(yi)輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制成球料入爐(lu)電熔(rong)(rong)。輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量達到98%，以(yi)(yi)此料能生產出(chu)白色大結晶(jing)電熔(rong)(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但(dan)由于成球費(fei)用(yong)高，影響(xiang)生產成本。目(mu)前，有(you)的廠家采用(yong)反射爐(lu)輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以(yi)(yi)一定(ding)的粒度加(jia)入熔(rong)(rong)爐(lu)電熔(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的質(zhi)量比用(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石好，成本又比用(yong)球料作(zuo)原(yuan)料時便宜，因而得(de)到了(le)一定(ding)的推(tui)廣(guang)。

④燒結鎂(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了某些電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的特殊要求(qiu)，有時(shi)必(bi)須(xu)(xu)在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)過程中采用(yong)(yong)燒結鎂(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原料(liao)，如(ru)采用(yong)(yong)海水(shui)鎂(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原料(liao)，一般首先利用(yong)(yong)處理海水(shui)和石灰(hui)乳作(zuo)用(yong)(yong)生產(chan)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)煅燒成輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)其他(ta)方法也(ye)可(ke)以制得輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(詳見工業(ye)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的制取方法)，采用(yong)(yong)輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原料(liao)生產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。奧絲(si)脫(tuo)(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究認(ren)為(wei)(wei)，極少量的雜質(zhi)(zhi)氣(qi)體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬(shu)于晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)的雜質(zhi)(zhi)，可(ke)明(ming)顯(xian)影(ying)響(xiang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)的長大。因為(wei)(wei)雜質(zhi)(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的作(zuo)用(yong)(yong)在(zai)于增加晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)運(yun)動所需的能(neng)量。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)能(neng)量降低，其降低量與(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積(ji)(ji)成正比，所以必(bi)須(xu)(xu)提高晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)才(cai)能(neng)離開(kai)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并且當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，與(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積(ji)(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)等的晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)必(bi)須(xu)(xu)變形，第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)量愈多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)長大的極限尺(chi)寸(cun)愈小。

另一方面為了降低電熔凝(ning)氧(yang)化鎂的顯氣孔率，也應盡量減少原料氧(yang)化鎂的氣體(ti)排出，因(yin)此，采用(yong)燒結鎂砂電熔有(you)其顯著優點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單(dan)晶的(de)化(hua)學原料質量(liang)要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特性是(shi)同原子(zi)和分(fen)子(zi)的(de)(de)(de)量(liang)子(zi)力學本性如離(li)(li)(li)子(zi)半徑的(de)(de)(de)尺寸(cun)，離(li)(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)電(dian)位數值，離(li)(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)外層結(jie)(jie)構等(deng)相關聯。而氧化(hua)鎂的(de)(de)(de)離(li)(li)(li)子(zi)尺寸(cun)、質量(liang)和電(dian)荷、陽(yang)離(li)(li)(li)子(zi)和陰離(li)(li)(li)子(zi)之(zhi)間的(de)(de)(de)結(jie)(jie)合(he)特性和強度、離(li)(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)極化(hua)作用、結(jie)(jie)晶構造等(deng)決定它是(shi)一高熔(rong)點(dian)化(hua)合(he)物。

氧化鎂的熔(rong)點和結構(gou)(gou)參數(shu)(shu)：陽離(li)(li)子半徑(jing)0.074mm;陰離(li)(li)子半徑(jing)0.53mm;結構(gou)(gou)類型NaCl;配位數(shu)(shu)6;有效配位數(shu)(shu)8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)制造(zao)的(de)(de)最(zui)重要過(guo)(guo)程是由各種(zhong)鎂(mei)質原料，通過(guo)(guo)各種(zhong)形式的(de)(de)加熱(re)方(fang)法(fa)產生高(gao)溫使(shi)鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)化(hua)，變(bian)成氧(yang)化(hua)鎂(mei)熔(rong)體。要使(shi)氧(yang)化(hua)鎂(mei)熔(rong)融(rong)，必須消耗大(da)量(liang)的(de)(de)熱(re)能，以克(ke)服離(li)子間的(de)(de)引力。通過(guo)(guo)強大(da)電弧產生高(gao)溫而熔(rong)化(hua)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)方(fang)法(fa)叫(jiao)做電弧熔(rong)融(rong)法(fa)。這個融(rong)化(hua)過(guo)(guo)程一般(ban)包(bao)括(kuo)熱(re)的(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)、析晶、晶體長大(da)等一系列(lie)物理化(hua)學變(bian)化(hua)的(de)(de)過(guo)(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)過程(cheng)。用水(shui)鎂(mei)石(shi)作原料有一脫(tuo)水(shui)過程(cheng)。水(shui)鎂(mei)石(shi)的主(zhu)要成(cheng)分是氫氧(yang)化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)程(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)作為原料(liao)時有一(yi)個脫碳過(guo)程(cheng)，脫碳過(guo)程(cheng)包括兩(liang)個方(fang)面。一(yi)方(fang)面是(shi)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石的(de)熱分解，菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石的(de)主要成分是(shi)碳酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于(yu)在電熔(rong)過(guo)程中往(wang)往(wang)在原(yuan)料氧化鎂中加(jia)入(ru)石(shi)墨粉末添加(jia)物(助劑)，在電熔(rong)爐起(qi)動過(guo)程中需(xu)在三電極(石(shi)墨電極)的(de)下(xia)端用石(shi)墨粉末鋪成三角形(xing)或(huo)星(xing)形(xing)導(dao)線(xian)路，在通(tong)電過(guo)程中受熱燒損或(huo)完全燃燒除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)即(ji)氧化(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子和氧離子在(zai)強電弧產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)能作(zuo)(zuo)用(yong)下，克服單晶(jing)體(ti)(ti)中的(de)(de)(de)晶(jing)格能的(de)(de)(de)束縛，變(bian)(bian)成(cheng)能自由運動的(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)。也就(jiu)(jiu)是說，氧化(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)到一定溫(wen)度(熔(rong)(rong)點)就(jiu)(jiu)會由固體(ti)(ti)變(bian)(bian)成(cheng)液體(ti)(ti)，叫(jiao)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)。在(zai)這(zhe)一過(guo)程(cheng)(cheng)中需(xu)消(xiao)耗(hao)大量的(de)(de)(de)電能。據電熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)者對用(yong)水鎂(mei)石作(zuo)(zuo)原(yuan)料生(sheng)(sheng)產(chan)電熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)熱(re)平(ping)衡(heng)的(de)(de)(de)衡(heng)算(suan)，熱(re)消(xiao)耗(hao)的(de)(de)(de)比例如下：氧化(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)體(ti)(ti)生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)(de)(de)水耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表(biao)面散熱(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走熱(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電能損(sun)失值(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些(xie)統計數據可以看(kan)出，在(zai)電熔(rong)(rong)