電(dian)弧熔爐生產電(dian)熔氧化鎂的工藝流程(cheng)主要包(bao)括：原料配料、電(dian)弧熔融、破(po)碎(sui)、選(xuan)別、粉碎(sui)、篩別、磁選(xuan)、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有(you)豐(feng)富(fu)的(de)優質(zhi)菱(ling)鎂礦石，氧(yang)化鎂含量(liang)高，又(you)易于(yu)開采(cai)，因此，被(bei)廣泛用作(zuo)電熔(rong)氧(yang)化鎂的(de)原料(liao)。采(cai)用菱(ling)鎂石作(zuo)原料(liao)，碳酸鎂分解產生CO2氣體，由于(yu)有(you)大量(liang)氣體從爐內(nei)排出(chu)影響(xiang)著電熔(rong)過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧(yang)化鎂的結晶帶的形成均有(you)不(bu)利影響，由(you)于大(da)量(liang)塵料(liao)飛損(sun)，使物料(liao)損(sun)耗和(he)能量(liang)消耗增高(gao)，也(ye)惡(e)化了車間生(sheng)產環境。但由(you)于優質(zhi)菱鎂礦石容易獲得，價格很低廉，所以，仍是我國電熔(rong)氧(yang)化鎂用得最(zui)多最(zui)廣(guang)泛的原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱鎂礦。菱鎂礦石中氧(yang)(yang)(yang)化鎂的(de)(de)含量高低和化學(xue)成分(fen)直接影響(xiang)到電熔凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化鎂的(de)(de)質量，同時(shi)在(zai)電熔過程中也直接影響(xiang)到電熔凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化鎂得(de)到的(de)(de)品(pin)級(ji)(ji)比(bi)例，因此，為了保(bao)證電熔凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化鎂的(de)(de)質量和品(pin)級(ji)(ji)比(bi)例，必須對各種礦石進行適當(dang)的(de)(de)配比(bi)后進行熔煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)(shi)。我國的(de)遼寧省(sheng)水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)(shi)的(de)礦源非常豐富，水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)(shi)中氧化鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦石(shi)(shi)(shi)。它也是一種(zhong)制(zhi)造電熔凝氧化鎂(mei)的(de)原(yuan)料，部(bu)分地區水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)(shi)的(de)化學成分見表2。

表(biao)2水鎂石的(de)化學成(cheng)分/%

③輕(qing)(qing)燒氧化(hua)鎂(mei)。以(yi)輕(qing)(qing)燒氧化(hua)鎂(mei)作(zuo)為電(dian)(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)原料，可以(yi)使生產環境得到改善，可以(yi)降低運輸費用。由于電(dian)(dian)熔時排出氣體少，成分(fen)也(ye)較(jiao)均勻，對提高電(dian)(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)質量(liang)有(you)利。

我(wo)國有(you)一(yi)些(xie)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)以(yi)輕燒氧(yang)化鎂(mei)制成(cheng)球料入(ru)爐(lu)電(dian)熔(rong)。輕燒氧(yang)化鎂(mei)的氧(yang)化鎂(mei)含量達到98%，以(yi)此料能生(sheng)產(chan)(chan)出白色大結晶電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)。但由于成(cheng)球費(fei)用(yong)高，影響生(sheng)產(chan)(chan)成(cheng)本。目前，有(you)的廠家采用(yong)反射爐(lu)輕燒氧(yang)化鎂(mei)，以(yi)一(yi)定的粒度加入(ru)熔(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)的質量比用(yong)菱鎂(mei)礦石好(hao)，成(cheng)本又比用(yong)球料作原料時便宜(yi)，因而得(de)到了一(yi)定的推廣。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)了某些電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)特殊要求(qiu)，有(you)時(shi)必(bi)須(xu)在(zai)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)過程中采(cai)(cai)用(yong)燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂作為(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)原料，如采(cai)(cai)用(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)砂作為(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)原料，一般首(shou)先利(li)用(yong)處理海水和(he)石灰乳作用(yong)生(sheng)(sheng)產氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)其他方(fang)法也(ye)可以制得(de)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工(gong)業氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)制取方(fang)法)，采(cai)(cai)用(yong)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作為(wei)(wei)原料生(sheng)(sheng)產電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉(la)特爾(Ruttere)等研究認(ren)為(wei)(wei)，極少量(liang)的(de)(de)(de)雜(za)(za)質(zhi)氣體(相(xiang))也(ye)屬(shu)于(yu)晶體的(de)(de)(de)雜(za)(za)質(zhi)，可明顯影響(xiang)晶粒的(de)(de)(de)長(chang)大。因為(wei)(wei)雜(za)(za)質(zhi)相(xiang)的(de)(de)(de)作用(yong)在(zai)于(yu)增加晶界(jie)運(yun)動(dong)(dong)所需的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)。當晶界(jie)與(yu)第(di)(di)二相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，晶體能(neng)量(liang)降低，其降低量(liang)與(yu)第(di)(di)二相(xiang)橫(heng)截(jie)面積成正比(bi)，所以必(bi)須(xu)提高晶界(jie)能(neng)，晶界(jie)才能(neng)離開第(di)(di)二相(xiang)繼(ji)續運(yun)動(dong)(dong)。并(bing)且當晶界(jie)與(yu)第(di)(di)二相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，與(yu)第(di)(di)二相(xiang)橫(heng)截(jie)面積相(xiang)等的(de)(de)(de)晶界(jie)必(bi)須(xu)變形，第(di)(di)二相(xiang)數量(liang)愈多，晶粒長(chang)大的(de)(de)(de)極限(xian)尺寸愈小。

另一方面為(wei)了降低電熔凝(ning)氧化鎂的顯氣孔(kong)率，也應盡量減少原(yuan)料氧化鎂的氣體排出，因(yin)此，采(cai)用燒結鎂砂電熔有其顯著優點。

⑤電熔(rong)氧化(hua)鎂單(dan)晶的化(hua)學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性是同原(yuan)子(zi)(zi)(zi)和(he)分(fen)子(zi)(zi)(zi)的量子(zi)(zi)(zi)力學本性如離(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的尺(chi)寸(cun)，離(li)子(zi)(zi)(zi)的電(dian)位數值，離(li)子(zi)(zi)(zi)的電(dian)子(zi)(zi)(zi)外層結(jie)構(gou)(gou)等(deng)相關聯(lian)。而氧化鎂的離(li)子(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)、質量和(he)電(dian)荷、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)子(zi)(zi)(zi)之間的結(jie)合特性和(he)強度、離(li)子(zi)(zi)(zi)的極化作用、結(jie)晶(jing)構(gou)(gou)造等(deng)決定它是一高(gao)熔點化合物。

氧化鎂的熔(rong)點和結(jie)構參數：陽離(li)子(zi)半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離(li)子(zi)半(ban)徑(jing)0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配(pei)位數6;有效配(pei)位數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)制造(zao)的(de)最重要(yao)過(guo)(guo)程(cheng)是(shi)由各種鎂(mei)質(zhi)原料，通(tong)過(guo)(guo)各種形式的(de)加熱方法產生高溫使鎂(mei)質(zhi)材料(MgO)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)，變成氧化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)(rong)體。要(yao)使氧化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)(rong)融，必須消耗(hao)大(da)量的(de)熱能，以克(ke)服離子(zi)間的(de)引力。通(tong)過(guo)(guo)強(qiang)大(da)電(dian)(dian)弧產生高溫而(er)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)氧化(hua)鎂(mei)的(de)方法叫做電(dian)(dian)弧熔(rong)(rong)(rong)融法。這個融化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)一般(ban)包括熱的(de)傳(chuan)導、脫水(shui)、脫碳(tan)、熔(rong)(rong)(rong)化(hua)、析晶、晶體長大(da)等一系列物理(li)化(hua)學變化(hua)的(de)過(guo)(guo)程(cheng)。

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

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)過(guo)程。用菱(ling)鎂(mei)礦作為原料時有一(yi)個脫碳(tan)(tan)過(guo)程，脫碳(tan)(tan)過(guo)程包(bao)括兩個方面。一(yi)方面是菱(ling)鎂(mei)礦石的(de)(de)熱分解，菱(ling)鎂(mei)礦石的(de)(de)主要成(cheng)分是碳(tan)(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方(fang)面，由于在(zai)電熔(rong)過程中(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)原(yuan)料(liao)氧化鎂中(zhong)加入石(shi)(shi)墨粉末添加物(助劑(ji))，在(zai)電熔(rong)爐起動過程中(zhong)需在(zai)三(san)電極(石(shi)(shi)墨電極)的下端用石(shi)(shi)墨粉末鋪成三(san)角(jiao)形或星形導(dao)線路，在(zai)通電過程中(zhong)受熱燒損(sun)或完全(quan)燃(ran)燒除去石(shi)(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔化過(guo)(guo)程。熔化過(guo)(guo)程即(ji)氧(yang)化鎂(mei)中鎂(mei)離子(zi)(zi)和氧(yang)離子(zi)(zi)在強電(dian)弧產生的熱(re)(re)能(neng)(neng)作用下(xia)，克服單晶(jing)體(ti)中的晶(jing)格(ge)能(neng)(neng)的束縛，變(bian)成(cheng)能(neng)(neng)自由運動的過(guo)(guo)程。也(ye)就是說，氧(yang)化鎂(mei)加熱(re)(re)到一(yi)定溫度(熔點)就會由固體(ti)變(bian)成(cheng)液體(ti)，叫熔化。在這一(yi)過(guo)(guo)程中需消(xiao)耗大量的電(dian)能(neng)(neng)。據(ju)電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)生產者對用水鎂(mei)石作原料生產電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的熱(re)(re)平衡(heng)的衡(heng)算，熱(re)(re)消(xiao)耗的比例如下(xia)：氧(yang)化鎂(mei)晶(jing)體(ti)生成(cheng)熱(re)(re)消(xiao)耗值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生成(cheng)熱(re)(re)耗值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼的水耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)(zi)表面散(san)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶走(zou)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據(ju)可以看出，在電(dian)熔