電弧(hu)熔爐(lu)生產電熔氧化鎂(mei)的工藝流程主(zhu)要(yao)包括(kuo)：原料配(pei)料、電弧(hu)熔融、破碎、選(xuan)別(bie)(bie)、粉碎、篩別(bie)(bie)、磁選(xuan)、分類包裝(zhuang)等(deng)。

(1)原料

我(wo)國有豐富的(de)優質菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦石，氧化鎂(mei)(mei)(mei)含量高，又易于開采(cai)，因此，被廣泛用(yong)作(zuo)電熔氧化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)原(yuan)料。采(cai)用(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)石作(zuo)原(yuan)料，碳酸(suan)鎂(mei)(mei)(mei)分解(jie)產生(sheng)CO2氣體，由于有大(da)量氣體從爐內排出影響著電熔過程的(de)進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧(yang)化鎂的結晶帶的形成均有(you)不利影響，由(you)于(yu)大量塵(chen)料(liao)飛(fei)損，使物料(liao)損耗和能(neng)量消耗增高(gao)，也(ye)惡化了車(che)間生產環(huan)境。但由(you)于(yu)優質菱鎂礦石容易獲(huo)得，價(jia)格很低(di)廉，所(suo)以(yi)，仍是我國電(dian)熔氧(yang)化鎂用得最多最廣(guang)泛(fan)的原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石中(zhong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)含量高(gao)低和(he)(he)化(hua)(hua)學成分直接影響到電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量，同時在電(dian)熔(rong)(rong)過程中(zhong)也直接影響到電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)得到的(de)品(pin)級比例(li)(li)，因此(ci)，為了保證電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量和(he)(he)品(pin)級比例(li)(li)，必須對各種(zhong)礦石進(jin)行適當的(de)配(pei)比后進(jin)行熔(rong)(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)。我國的(de)遼寧(ning)省水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)礦(kuang)源非常豐富(fu)，水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)中氧化鎂(mei)(mei)含量高于菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)。它也是一種制造電熔凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)原(yuan)料，部(bu)分地區水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)化學成(cheng)分見表2。

表2水鎂石的化學(xue)成分(fen)/%

③輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂。以輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂作為電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂原料，可以使生(sheng)產(chan)環境得到改善(shan)，可以降低(di)運(yun)輸費用(yong)。由(you)于電熔(rong)時排(pai)出氣體少，成分也較均(jun)勻，對提高電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂質量有利(li)。

我國有一些電(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制成(cheng)球料入爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)。輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量達到98%，以此料能生產(chan)出(chu)白色大結晶電(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但(dan)由于成(cheng)球費用高，影響(xiang)生產(chan)成(cheng)本。目前(qian)，有的(de)廠家采用反(fan)射爐(lu)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以一定的(de)粒度(du)加入熔(rong)(rong)(rong)(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量比(bi)用菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石好，成(cheng)本又比(bi)用球料作原(yuan)料時便宜(yi)，因(yin)而(er)得(de)到了一定的(de)推(tui)廣(guang)。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂。為了(le)某些電(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)特殊要求，有時(shi)必須(xu)在電(dian)(dian)熔過程中采用燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂作為電(dian)(dian)熔原料(liao)，如采用海(hai)水鎂(mei)(mei)砂作為電(dian)(dian)熔原料(liao)，一般首先(xian)利用處理(li)海(hai)水和石(shi)灰(hui)乳作用生(sheng)產氫(qing)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)。用其(qi)他方法也(ye)可以制(zhi)得輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(詳見工業(ye)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)制(zhi)取方法)，采用輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)作為原料(liao)生(sheng)產電(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究認(ren)為，極少(shao)量(liang)的(de)(de)雜(za)質氣體(相(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬(shu)于晶(jing)(jing)(jing)體的(de)(de)雜(za)質，可明(ming)顯影(ying)響晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)長大。因為雜(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作用在于增加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)運(yun)動所需(xu)的(de)(de)能量(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)體能量(liang)降(jiang)低，其(qi)降(jiang)低量(liang)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面積成正比，所以必須(xu)提高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)能，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)才能離開第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼(ji)續運(yun)動。并且當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面積相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)必須(xu)變形，第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)(jing)粒長大的(de)(de)極限尺寸愈(yu)小。

另(ling)一方面(mian)為了(le)降低電熔凝氧(yang)化鎂(mei)的顯氣(qi)孔(kong)率，也應盡量減少原料(liao)氧(yang)化鎂(mei)的氣(qi)體排(pai)出，因此，采(cai)用燒結鎂(mei)砂電熔有其(qi)顯著優點。

⑤電熔(rong)氧化鎂單晶的化學(xue)原(yuan)料質量要求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特(te)性是同原子(zi)和(he)分(fen)子(zi)的(de)(de)量(liang)子(zi)力學本性如離(li)(li)(li)子(zi)半(ban)徑的(de)(de)尺寸，離(li)(li)(li)子(zi)的(de)(de)電(dian)位(wei)數值，離(li)(li)(li)子(zi)的(de)(de)電(dian)子(zi)外層結構(gou)等(deng)(deng)相(xiang)關聯。而氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)離(li)(li)(li)子(zi)尺寸、質量(liang)和(he)電(dian)荷、陽離(li)(li)(li)子(zi)和(he)陰(yin)離(li)(li)(li)子(zi)之間的(de)(de)結合(he)特(te)性和(he)強度(du)、離(li)(li)(li)子(zi)的(de)(de)極化作用、結晶構(gou)造等(deng)(deng)決定它(ta)是一(yi)高熔點化合(he)物。

氧化鎂的熔點(dian)和結構參數：陽離子(zi)半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離子(zi)半(ban)徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)位數6;有效(xiao)配(pei)位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)(de)(de)最(zui)重要過程是(shi)由各種鎂(mei)質原料，通過各種形式(shi)的(de)(de)(de)(de)加熱方法產生(sheng)高(gao)溫使鎂(mei)質材(cai)料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)，變成氧(yang)化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體。要使氧(yang)化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融，必須消耗大量(liang)的(de)(de)(de)(de)熱能，以(yi)克服離子間(jian)的(de)(de)(de)(de)引力。通過強(qiang)大電弧產生(sheng)高(gao)溫而熔(rong)(rong)化(hua)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)方法叫做(zuo)電弧熔(rong)(rong)融法。這個融化(hua)過程一(yi)般包括熱的(de)(de)(de)(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)(rong)化(hua)、析晶、晶體長大等一(yi)系列物理化(hua)學變化(hua)的(de)(de)(de)(de)過程。

①脫(tuo)(tuo)水(shui)過(guo)程。用水(shui)鎂(mei)石作原(yuan)料有一脫(tuo)(tuo)水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂(mei)石的主要成分是(shi)氫氧(yang)化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)(tuo)水(shui)過(guo)程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)。用菱鎂(mei)礦(kuang)作(zuo)為原料時有一個(ge)脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)包括(kuo)兩個(ge)方面。一方面是菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)的熱分解，菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)的主(zhu)要成(cheng)分是碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由(you)于在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)過(guo)程中往往在(zai)原料氧(yang)化鎂中加入石(shi)(shi)墨粉(fen)末(mo)添加物(wu)(助(zhu)劑(ji))，在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)爐起動(dong)過(guo)程中需在(zai)三(san)電(dian)(dian)極(石(shi)(shi)墨電(dian)(dian)極)的下端用(yong)石(shi)(shi)墨粉(fen)末(mo)鋪成三(san)角形或星(xing)形導線路，在(zai)通(tong)電(dian)(dian)過(guo)程中受熱(re)燒損或完全(quan)燃燒除去石(shi)(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程。熔化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程即氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離(li)子和氧離(li)子在(zai)強電弧產(chan)生的(de)(de)熱(re)能作用下，克(ke)服單晶體中(zhong)的(de)(de)晶格能的(de)(de)束縛(fu)，變成(cheng)(cheng)能自(zi)由運動的(de)(de)過(guo)程。也就是說(shuo)，氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)到一定溫度(熔點)就會由固體變成(cheng)(cheng)液體，叫熔化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)。在(zai)這一過(guo)程中(zhong)需(xu)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)大量的(de)(de)電能。據電熔凝氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生產(chan)者對用水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石作原料生產(chan)電熔凝氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)的(de)(de)比(bi)例如(ru)下：氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶體生成(cheng)(cheng)熱(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生成(cheng)(cheng)熱(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水(shui)(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)(de)水(shui)(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面(mian)散(san)熱(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電能損(sun)失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據可(ke)以看出，在(zai)電熔