電(dian)弧熔爐(lu)生產電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)的工藝(yi)流程(cheng)主(zhu)要(yao)包括：原料(liao)配料(liao)、電(dian)弧熔融(rong)、破碎、選別、粉碎、篩別、磁(ci)選、分(fen)類包裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有(you)豐富的(de)優質菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦石，氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)含量高(gao)，又(you)易于開采，因此，被廣泛用作電熔氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)原料(liao)。采用菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)石作原料(liao)，碳酸鎂(mei)(mei)(mei)分解產生CO2氣(qi)(qi)體，由于有(you)大量氣(qi)(qi)體從爐內排出(chu)影響著電熔過程的(de)進(jin)行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂(mei)的結晶帶的形(xing)成均有不利影響，由于大量塵料飛損(sun)，使物(wu)料損(sun)耗和能量消耗增高(gao)，也惡化(hua)了(le)車間生產環(huan)境(jing)。但(dan)由于優質菱(ling)鎂(mei)礦石容易獲得，價格很低廉，所(suo)以，仍是我國(guo)電熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂(mei)用得最多最廣(guang)泛的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)(shi)中氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)含量高低和化學成分直(zhi)接(jie)影響(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質量，同時在電(dian)熔(rong)過程中也(ye)直(zhi)接(jie)影響(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)得到(dao)的(de)品級比例，因此，為了保證電(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質量和品級比例，必須對各種(zhong)礦石(shi)(shi)進行適當的(de)配比后進行熔(rong)煉(lian)。

②水(shui)鎂石(shi)(shi)。我國的(de)遼寧省水(shui)鎂石(shi)(shi)的(de)礦源非常豐富，水(shui)鎂石(shi)(shi)中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂含量(liang)高(gao)于菱鎂礦石(shi)(shi)。它也是一種制造電熔凝氧(yang)化(hua)鎂的(de)原料(liao)，部分地區水(shui)鎂石(shi)(shi)的(de)化(hua)學成分見(jian)表(biao)2。

表2水鎂(mei)石(shi)的化學(xue)成分/%

③輕燒(shao)氧化鎂。以(yi)(yi)輕燒(shao)氧化鎂作為電熔氧化鎂原料，可(ke)以(yi)(yi)使生產環境得(de)到改善，可(ke)以(yi)(yi)降低運輸費(fei)用。由于電熔時排(pai)出氣體少，成分(fen)也(ye)較均勻，對提高電熔氧化鎂質量有利。

我(wo)國有一(yi)些電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制成球(qiu)料(liao)入爐(lu)電熔(rong)。輕燒(shao)(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(dao)98%，以此料(liao)能生產出(chu)白色大結晶電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但由于成球(qiu)費用(yong)高(gao)，影響生產成本(ben)。目前(qian)，有的(de)廠家采用(yong)反(fan)射爐(lu)輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以一(yi)定(ding)的(de)粒度(du)加入熔(rong)爐(lu)電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量比用(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石好，成本(ben)又比用(yong)球(qiu)料(liao)作原料(liao)時(shi)便(bian)宜，因而得到(dao)了一(yi)定(ding)的(de)推廣(guang)。

④燒結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為了某些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特殊(shu)要(yao)求，有時(shi)(shi)必(bi)須在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)過程中采(cai)用燒結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為電(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料，如(ru)采(cai)用海水鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為電(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料，一(yi)般首先(xian)利(li)用處理海水和(he)石灰乳作用生產氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒成(cheng)輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用其他方(fang)法也(ye)可以(yi)制得輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳(xiang)見工業氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制取(qu)方(fang)法)，采(cai)用輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作為原(yuan)料生產電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等研(yan)究認為，極少量(liang)的(de)(de)雜(za)質(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)體(ti)的(de)(de)雜(za)質(zhi)，可明顯影響晶(jing)粒的(de)(de)長大。因為雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作用在(zai)于增加晶(jing)界(jie)運動(dong)所需的(de)(de)能(neng)量(liang)。當晶(jing)界(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)(shi)，晶(jing)體(ti)能(neng)量(liang)降(jiang)低，其降(jiang)低量(liang)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積(ji)成(cheng)正比，所以(yi)必(bi)須提高晶(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)才能(neng)離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動(dong)。并且當晶(jing)界(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)(shi)，與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)界(jie)必(bi)須變(bian)形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)愈多，晶(jing)粒長大的(de)(de)極限尺寸愈小。

另一方面(mian)為(wei)了降低電熔凝氧化鎂(mei)的顯(xian)氣孔(kong)率，也應盡量減少原(yuan)料氧化鎂(mei)的氣體(ti)排出(chu)，因此，采用燒結鎂(mei)砂電熔有其顯(xian)著優點(dian)。

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

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)(xing)是同原子(zi)(zi)(zi)和(he)分(fen)子(zi)(zi)(zi)的(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)力學本性(xing)(xing)如離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺(chi)寸(cun)，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)位數值，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)外層結(jie)構等(deng)相關聯。而氧化鎂的(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)、質量(liang)和(he)電(dian)荷(he)、陽離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)之(zhi)間的(de)結(jie)合特(te)性(xing)(xing)和(he)強度(du)、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)極化作用、結(jie)晶構造等(deng)決(jue)定(ding)它是一高熔(rong)點化合物。

氧化鎂的熔點和結構參(can)數：陽離(li)子半(ban)徑0.074mm;陰(yin)離(li)子半(ban)徑0.53mm;結構類(lei)型(xing)NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制造的最重要(yao)(yao)過(guo)程(cheng)是(shi)由各(ge)種(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)質原料(liao)，通過(guo)各(ge)種(zhong)形式的加熱(re)(re)方法產(chan)生高(gao)溫(wen)使(shi)鎂(mei)(mei)(mei)質材(cai)料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)，變(bian)成氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)(rong)(rong)體。要(yao)(yao)使(shi)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)(rong)(rong)融(rong)，必須消(xiao)耗(hao)大(da)量(liang)的熱(re)(re)能(neng)，以克(ke)服離子間的引(yin)力。通過(guo)強大(da)電(dian)弧(hu)產(chan)生高(gao)溫(wen)而熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的方法叫(jiao)做(zuo)電(dian)弧(hu)熔(rong)(rong)(rong)(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)一(yi)般包括(kuo)熱(re)(re)的傳導、脫水(shui)、脫碳、熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長(chang)大(da)等(deng)一(yi)系列物理(li)化(hua)學變(bian)化(hua)的過(guo)程(cheng)。

①脫水過(guo)(guo)程(cheng)。用水鎂石作原料(liao)有一脫水過(guo)(guo)程(cheng)。水鎂石的主(zhu)要(yao)成(cheng)分是(shi)(shi)氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水過(guo)(guo)程(cheng)是(shi)(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)(tan)過(guo)程。用(yong)菱(ling)鎂(mei)礦作為原料時有(you)一(yi)(yi)個(ge)脫碳(tan)(tan)(tan)過(guo)程，脫碳(tan)(tan)(tan)過(guo)程包(bao)括(kuo)兩個(ge)方面(mian)。一(yi)(yi)方面(mian)是菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)的熱分(fen)解，菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)的主要成分(fen)是碳(tan)(tan)(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由(you)于在電(dian)熔(rong)過程(cheng)中(zhong)往(wang)(wang)往(wang)(wang)在原料氧化鎂中(zhong)加入石(shi)墨(mo)(mo)粉末添加物(wu)(助劑)，在電(dian)熔(rong)爐(lu)起動過程(cheng)中(zhong)需在三電(dian)極(石(shi)墨(mo)(mo)電(dian)極)的(de)下端(duan)用石(shi)墨(mo)(mo)粉末鋪成三角(jiao)形或星形導(dao)線路，在通電(dian)過程(cheng)中(zhong)受熱燒損或完全燃燒除去石(shi)墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂中(zhong)鎂離(li)子(zi)和氧(yang)(yang)離(li)子(zi)在(zai)強(qiang)電(dian)弧產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)能(neng)作用(yong)下，克服單晶體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)(de)束縛，變成能(neng)自由運動的(de)(de)(de)過程(cheng)。也(ye)就(jiu)是說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂加熱(re)(re)(re)到一定溫(wen)度(熔(rong)(rong)(rong)點)就(jiu)會由固體(ti)變成液體(ti)，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)。在(zai)這(zhe)一過程(cheng)中(zhong)需消耗(hao)(hao)大量的(de)(de)(de)電(dian)能(neng)。據電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂生(sheng)產(chan)者對用(yong)水(shui)(shui)鎂石作原料(liao)生(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)的(de)(de)(de)比例如下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂晶體(ti)生(sheng)成熱(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成熱(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水(shui)(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼的(de)(de)(de)水(shui)(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面(mian)散熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數據可以看(kan)出，在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)