電(dian)弧(hu)熔爐生產(chan)電(dian)熔氧化(hua)鎂的工藝流(liu)程主(zhu)要包(bao)(bao)括：原(yuan)料配料、電(dian)弧(hu)熔融(rong)、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分(fen)類包(bao)(bao)裝等。

(1)原料

我國有(you)(you)豐富(fu)的(de)(de)優(you)質(zhi)菱鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量高(gao)，又易于開采，因此，被廣泛用作電(dian)熔氧化鎂(mei)的(de)(de)原(yuan)料。采用菱鎂(mei)石作原(yuan)料，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣體(ti)，由于有(you)(you)大量氣體(ti)從爐(lu)內(nei)排出影(ying)響著電(dian)熔過程的(de)(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電(dian)熔(rong)氧化鎂的(de)(de)結晶帶的(de)(de)形成均有不利(li)影響(xiang)，由于(yu)(yu)大量塵料飛損(sun)，使物料損(sun)耗和能(neng)量消耗增高，也惡化了車(che)間生產(chan)環(huan)境。但(dan)由于(yu)(yu)優質菱鎂礦石(shi)容(rong)易(yi)獲(huo)得(de)，價格很低廉(lian)，所以(yi)，仍是我(wo)國電(dian)熔(rong)氧化鎂用得(de)最多最廣泛(fan)的(de)(de)原料。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)(kuang)。菱鎂礦(kuang)(kuang)石中(zhong)(zhong)氧化(hua)鎂的(de)(de)含量高低和化(hua)學成分直接(jie)影響到(dao)電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)鎂的(de)(de)質(zhi)量，同(tong)時在電(dian)熔過程中(zhong)(zhong)也直接(jie)影響到(dao)電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)鎂得到(dao)的(de)(de)品級比例，因此，為(wei)了保證電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)鎂的(de)(de)質(zhi)量和品級比例，必須(xu)對各(ge)種礦(kuang)(kuang)石進(jin)行適當的(de)(de)配比后進(jin)行熔煉。

②水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)。我國的(de)遼寧省水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的(de)礦源非(fei)常豐富(fu)，水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)中氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)含量高于菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)。它也是一種制造電熔凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)原料，部分地區水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的(de)化學成分見表(biao)2。

表(biao)2水鎂石的化(hua)學成(cheng)分/%

③輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。以(yi)輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)作(zuo)為電熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)原料，可(ke)以(yi)使生產環境得(de)到改(gai)善，可(ke)以(yi)降低運輸費用。由(you)于電熔時排出(chu)氣體少，成分也(ye)較均(jun)勻，對提高電熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)質(zhi)量有利。

我(wo)國(guo)有一(yi)些電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)以輕燒氧化(hua)鎂(mei)制成(cheng)球(qiu)料(liao)入(ru)爐電熔(rong)。輕燒氧化(hua)鎂(mei)的氧化(hua)鎂(mei)含量(liang)達到(dao)98%，以此料(liao)能生產出(chu)白(bai)色大結晶電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)。但(dan)由于(yu)成(cheng)球(qiu)費用(yong)高，影響(xiang)生產成(cheng)本(ben)。目(mu)前，有的廠家采用(yong)反射(she)爐輕燒氧化(hua)鎂(mei)，以一(yi)定(ding)的粒(li)度加入(ru)熔(rong)爐電熔(rong)，電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)的質量(liang)比(bi)用(yong)菱鎂(mei)礦石好，成(cheng)本(ben)又(you)比(bi)用(yong)球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便(bian)宜(yi)，因而得(de)到(dao)了一(yi)定(ding)的推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)了某些電熔凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特(te)殊要求，有時必須在(zai)電熔過程中采用(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂作為(wei)電熔原料，如采用(yong)(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)(mei)砂作為(wei)電熔原料，一般(ban)首先利用(yong)(yong)處理海(hai)水和石灰乳作用(yong)(yong)生產氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成(cheng)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方法也可以制得輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳(xiang)見工業(ye)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制取方法)，采用(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作為(wei)原料生產電熔凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研(yan)究認為(wei)，極少量的(de)(de)雜(za)質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang))也屬于(yu)(yu)晶(jing)(jing)體的(de)(de)雜(za)質(zhi)，可明顯(xian)影(ying)響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)長(chang)大(da)(da)。因(yin)為(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)(de)作用(yong)(yong)在(zai)于(yu)(yu)增(zeng)加晶(jing)(jing)界(jie)運(yun)動(dong)所需的(de)(de)能(neng)量。當晶(jing)(jing)界(jie)與第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)體能(neng)量降低(di)，其降低(di)量與第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截面積(ji)成(cheng)正(zheng)比，所以必須提高晶(jing)(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)才(cai)能(neng)離開第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼(ji)續運(yun)動(dong)。并且當晶(jing)(jing)界(jie)與第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截面積(ji)相(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)必須變形，第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)數量愈多，晶(jing)(jing)粒長(chang)大(da)(da)的(de)(de)極限尺寸愈小。

另一方面為了降低電熔(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)的(de)顯氣(qi)(qi)孔率(lv)，也應盡量減少原料氧化鎂(mei)的(de)氣(qi)(qi)體(ti)排出，因此(ci)，采用燒(shao)結鎂(mei)砂(sha)電熔(rong)有(you)其顯著優(you)點。

⑤電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂單晶的化學(xue)原料質(zhi)量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同(tong)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的量子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)力學本性(xing)如離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)半(ban)徑(jing)的尺寸，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的電位數值，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的電子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)外層(ceng)結(jie)構等(deng)相關聯。而氧化鎂(mei)的離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸、質(zhi)量和(he)電荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)之間的結(jie)合特性(xing)和(he)強度(du)、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的極化作用、結(jie)晶構造等(deng)決(jue)定它是一高熔(rong)點化合物。

氧化鎂的熔(rong)(rong)點(dian)和(he)結構參數(shu)(shu)：陽離子半徑(jing)(jing)0.074mm;陰離子半徑(jing)(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配位數(shu)(shu)6;有效配位數(shu)(shu)8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔(rong)(rong)點(dian)2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造(zao)的最重(zhong)要過(guo)程(cheng)是由(you)各種(zhong)鎂(mei)(mei)質(zhi)原料，通過(guo)各種(zhong)形式的加熱方法產(chan)生(sheng)高(gao)溫(wen)使(shi)鎂(mei)(mei)質(zhi)材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)體。要使(shi)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)融(rong)，必須(xu)消耗大量的熱能，以克(ke)服離子(zi)間(jian)的引力。通過(guo)強(qiang)大電弧產(chan)生(sheng)高(gao)溫(wen)而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的方法叫做電弧熔(rong)(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)一般包括熱的傳導(dao)、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體長大等(deng)一系列物理化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的過(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)過(guo)程。用水(shui)鎂石作原料(liao)有一脫水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂石的(de)主(zhu)要成分是氫(qing)氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)(guo)程。用菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)作為原料時有一個脫(tuo)碳(tan)過(guo)(guo)程，脫(tuo)碳(tan)過(guo)(guo)程包括兩個方面。一方面是菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)的熱分(fen)解，菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)的主要成分(fen)是碳(tan)酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于在電(dian)熔(rong)過(guo)程(cheng)(cheng)中往往在原(yuan)料氧化鎂中加入石墨(mo)粉末(mo)添加物(助劑)，在電(dian)熔(rong)爐(lu)起動過(guo)程(cheng)(cheng)中需在三電(dian)極(ji)(石墨(mo)電(dian)極(ji))的下端用石墨(mo)粉末(mo)鋪成三角形或星形導線路，在通電(dian)過(guo)程(cheng)(cheng)中受熱燒(shao)損或完(wan)全燃燒(shao)除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化過(guo)(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化過(guo)(guo)程(cheng)即(ji)氧(yang)化鎂(mei)中鎂(mei)離子和氧(yang)離子在(zai)強電(dian)(dian)弧產生的(de)熱(re)(re)(re)能(neng)作用(yong)(yong)下，克服單(dan)晶體中的(de)晶格(ge)能(neng)的(de)束(shu)縛，變成能(neng)自由運動的(de)過(guo)(guo)程(cheng)。也就是說，氧(yang)化鎂(mei)加熱(re)(re)(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)點(dian))就會由固體變成液體，叫(jiao)熔(rong)(rong)化。在(zai)這一過(guo)(guo)程(cheng)中需消(xiao)耗(hao)大(da)量的(de)電(dian)(dian)能(neng)。據電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)生產者對用(yong)(yong)水(shui)鎂(mei)石作原料(liao)生產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)衡算(suan)，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)的(de)比例如下：氧(yang)化鎂(mei)晶體生成熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生成熱(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼的(de)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子表面散(san)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損失(shi)值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據可以看出，在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)