電弧熔(rong)爐生產電熔(rong)氧化鎂的工藝流(liu)程(cheng)主要包括(kuo)：原料(liao)配料(liao)、電弧熔(rong)融、破碎、選(xuan)別、粉碎、篩別、磁選(xuan)、分類包裝等。

(1)原料

我(wo)國有豐富(fu)的優(you)質(zhi)菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)，氧(yang)化鎂(mei)含量(liang)高，又易于開采(cai)(cai)，因此，被(bei)廣泛用(yong)作(zuo)電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)的原料(liao)。采(cai)(cai)用(yong)菱鎂(mei)石(shi)作(zuo)原料(liao)，碳酸(suan)鎂(mei)分解產生(sheng)CO2氣體，由于有大(da)量(liang)氣體從爐內排出影響著電熔(rong)過程的進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔氧化鎂(mei)的結晶帶(dai)的形成均有不利(li)影響，由(you)于(yu)大量塵料(liao)飛損(sun)，使(shi)物料(liao)損(sun)耗(hao)和(he)能量消耗(hao)增高，也惡化了車間生產環(huan)境。但由(you)于(yu)優質菱鎂(mei)礦(kuang)石容易獲得，價格很低廉，所以，仍(reng)是(shi)我國(guo)電熔氧化鎂(mei)用得最多(duo)最廣泛的原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石中(zhong)氧化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)含量(liang)高低和化學成分直接影響到電熔(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量(liang)，同時在(zai)電熔(rong)過程中(zhong)也直接影響到電熔(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)(mei)(mei)得到的(de)品(pin)級(ji)比(bi)例(li)，因此，為了保證電熔(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量(liang)和品(pin)級(ji)比(bi)例(li)，必須對各(ge)種礦(kuang)石進行適當(dang)的(de)配比(bi)后進行熔(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)石。我國的(de)(de)(de)(de)遼寧省水鎂(mei)(mei)石的(de)(de)(de)(de)礦(kuang)源(yuan)非常豐富，水鎂(mei)(mei)石中氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)高(gao)于(yu)菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石。它也(ye)是一種制造電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)原料(liao)，部分地(di)區水鎂(mei)(mei)石的(de)(de)(de)(de)化(hua)學成分見表2。

表2水鎂石的化學成分(fen)/%

③輕燒氧(yang)化鎂(mei)。以輕燒氧(yang)化鎂(mei)作為電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)原(yuan)料，可(ke)以使(shi)生產環(huan)境得到改善，可(ke)以降低(di)運(yun)輸(shu)費(fei)用。由于電(dian)熔時排出氣體少(shao)，成分也較均勻，對提(ti)高電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)質量有利(li)。

我國有一些電(dian)(dian)熔凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以輕(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制成(cheng)(cheng)球(qiu)料(liao)入爐(lu)(lu)電(dian)(dian)熔。輕(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量(liang)達到98%，以此料(liao)能生產出白色大結晶電(dian)(dian)熔氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但(dan)由(you)于成(cheng)(cheng)球(qiu)費(fei)用(yong)高，影響生產成(cheng)(cheng)本(ben)。目前，有的(de)廠家采(cai)用(yong)反射爐(lu)(lu)輕(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以一定(ding)的(de)粒度加入熔爐(lu)(lu)電(dian)(dian)熔，電(dian)(dian)熔氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量(liang)比用(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石好，成(cheng)(cheng)本(ben)又比用(yong)球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜，因而得(de)到了一定(ding)的(de)推廣(guang)。

④燒結鎂(mei)(mei)砂(sha)(sha)。為(wei)了(le)某些電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)特(te)殊要求，有時必須在電熔過程中采用(yong)(yong)燒結鎂(mei)(mei)砂(sha)(sha)作為(wei)電熔原料，如采用(yong)(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)砂(sha)(sha)作為(wei)電熔原料，一般首先利用(yong)(yong)處理海(hai)水和石灰乳(ru)作用(yong)(yong)生(sheng)產氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒成輕燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方法也(ye)可以制得輕燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工(gong)業氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)制取方法)，采用(yong)(yong)輕燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作為(wei)原料生(sheng)產電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉特(te)爾(er)(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)，極少量的(de)(de)雜(za)質氣體(ti)(相)也(ye)屬于晶(jing)體(ti)的(de)(de)雜(za)質，可明(ming)顯影響晶(jing)粒的(de)(de)長大。因為(wei)雜(za)質相的(de)(de)作用(yong)(yong)在于增加晶(jing)界(jie)(jie)運動所需(xu)的(de)(de)能量。當晶(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)(di)二相相遇時，晶(jing)體(ti)能量降(jiang)低，其降(jiang)低量與(yu)第(di)(di)(di)二相橫(heng)截面積成正比，所以必須提高晶(jing)界(jie)(jie)能，晶(jing)界(jie)(jie)才能離開第(di)(di)(di)二相繼續運動。并且(qie)當晶(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)(di)二相相遇時，與(yu)第(di)(di)(di)二相橫(heng)截面積相等(deng)的(de)(de)晶(jing)界(jie)(jie)必須變形，第(di)(di)(di)二相數量愈多，晶(jing)粒長大的(de)(de)極限尺寸愈小。

另(ling)一方面(mian)為了降(jiang)低電熔(rong)凝氧化鎂的顯氣(qi)孔率，也應盡量減(jian)少原料氧化鎂的氣(qi)體排出，因此，采用(yong)燒結鎂砂電熔(rong)有其(qi)顯著優點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶的化(hua)學原料質(zhi)量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)(zi)力學本性(xing)如離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)半(ban)徑的(de)尺寸，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)(dian)位數值，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)外(wai)層結(jie)構等(deng)(deng)相關聯。而氧化鎂的(de)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸、質量和(he)電(dian)(dian)荷、陽離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)之(zhi)間(jian)的(de)結(jie)合特性(xing)和(he)強度、離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)極化作用、結(jie)晶構造等(deng)(deng)決(jue)定它是一高熔(rong)點化合物。

氧化鎂的熔(rong)點和結(jie)構(gou)參數：陽離子半(ban)徑0.074mm;陰(yin)離子半(ban)徑0.53mm;結(jie)構(gou)類(lei)型NaCl;配(pei)位數6;有效配(pei)位數8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂制造(zao)的(de)(de)最重要(yao)過(guo)程(cheng)是由各(ge)種鎂質原料，通(tong)過(guo)各(ge)種形式的(de)(de)加熱方法(fa)(fa)產生高溫(wen)使鎂質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)鎂熔(rong)體。要(yao)使氧(yang)化(hua)(hua)鎂熔(rong)融(rong)，必須消耗大量的(de)(de)熱能(neng)，以克服離子間的(de)(de)引力。通(tong)過(guo)強大電弧(hu)產生高溫(wen)而熔(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)方法(fa)(fa)叫(jiao)做電弧(hu)熔(rong)融(rong)法(fa)(fa)。這個(ge)融(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)一般包括熱的(de)(de)傳(chuan)導、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)化(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大等一系列物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)過程。用水(shui)鎂(mei)石作原料有一脫水(shui)過程。水(shui)鎂(mei)石的主要成分(fen)是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)(tuo)碳過程。用菱鎂礦(kuang)作為原料時(shi)有一(yi)(yi)個(ge)脫(tuo)(tuo)(tuo)碳過程，脫(tuo)(tuo)(tuo)碳過程包括兩(liang)個(ge)方(fang)面(mian)(mian)。一(yi)(yi)方(fang)面(mian)(mian)是(shi)菱鎂礦(kuang)石的(de)熱分解，菱鎂礦(kuang)石的(de)主要成分是(shi)碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方(fang)面(mian)，由(you)于在電(dian)(dian)熔(rong)過(guo)程(cheng)中往往在原料氧化鎂中加入(ru)石(shi)(shi)墨(mo)粉末添加物(助劑)，在電(dian)(dian)熔(rong)爐起(qi)動過(guo)程(cheng)中需在三電(dian)(dian)極(石(shi)(shi)墨(mo)電(dian)(dian)極)的下端用(yong)石(shi)(shi)墨(mo)粉末鋪成三角形(xing)或星形(xing)導(dao)線路(lu)，在通電(dian)(dian)過(guo)程(cheng)中受熱燒(shao)損或完全燃燒(shao)除(chu)去石(shi)(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程即氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)(zhong)鎂(mei)(mei)離子(zi)(zi)和(he)氧(yang)(yang)(yang)離子(zi)(zi)在強電(dian)(dian)弧(hu)產(chan)生的(de)(de)(de)(de)熱(re)能(neng)(neng)作用(yong)下(xia)，克服單晶體中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)晶格能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)束縛，變成能(neng)(neng)自由運動的(de)(de)(de)(de)過(guo)程。也就是說，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)到(dao)一定溫度(熔(rong)(rong)(rong)點)就會由固體變成液體，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)。在這(zhe)一過(guo)程中(zhong)(zhong)需消(xiao)耗(hao)大(da)量的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生產(chan)者對用(yong)水鎂(mei)(mei)石作原(yuan)料生產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)熱(re)平(ping)衡(heng)(heng)的(de)(de)(de)(de)衡(heng)(heng)算，熱(re)消(xiao)耗(hao)的(de)(de)(de)(de)比(bi)例如下(xia)：氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶體生成熱(re)消(xiao)耗(hao)值34.9%，渣皮(pi)消(xiao)耗(hao)熱(re)值15.3%，散(san)砂生成熱(re)耗(hao)值3.0%，冷卻水耗(hao)熱(re)值8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)(de)(de)水耗(hao)熱(re)值7.9%，爐子(zi)(zi)表(biao)面(mian)散(san)熱(re)值6.4%，煙(yan)氣帶走熱(re)值28.8%。電(dian)(dian)能(neng)(neng)損失值3.2%，從這(zhe)些(xie)統計(ji)數據可(ke)以看出(chu)，在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)