電弧(hu)(hu)熔(rong)(rong)爐生產電熔(rong)(rong)氧化鎂的工藝流程主要包(bao)括：原料配料、電弧(hu)(hu)熔(rong)(rong)融、破碎、選(xuan)別、粉碎、篩別、磁(ci)選(xuan)、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我(wo)國有豐富的優質菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦石，氧化鎂(mei)(mei)(mei)含量高(gao)，又易于(yu)開采，因(yin)此，被廣泛用作電熔氧化鎂(mei)(mei)(mei)的原(yuan)料(liao)。采用菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)石作原(yuan)料(liao)，碳酸鎂(mei)(mei)(mei)分(fen)解產生CO2氣(qi)體(ti)，由(you)于(yu)有大(da)量氣(qi)體(ti)從爐內(nei)排出影響著電熔過程(cheng)的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂(mei)的(de)結晶帶(dai)的(de)形成均有不(bu)利(li)影(ying)響，由于大(da)量塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗和能量消耗增高，也(ye)惡化了車間生產環境(jing)。但由于優質菱鎂(mei)礦(kuang)石容易獲得，價格很低(di)廉，所以(yi)，仍是我國電熔氧化鎂(mei)用得最多最廣泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)中氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)含量高低和化(hua)學成(cheng)分直(zhi)接影響(xiang)到(dao)電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)質量，同時在電熔(rong)(rong)過(guo)程中也直(zhi)接影響(xiang)到(dao)電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)得到(dao)的(de)(de)品級比(bi)例，因此，為了(le)保證電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)質量和品級比(bi)例，必(bi)須(xu)對各(ge)種礦石(shi)進行適當的(de)(de)配比(bi)后(hou)進行熔(rong)(rong)煉。

②水鎂(mei)石(shi)(shi)。我國的(de)(de)遼寧省(sheng)水鎂(mei)石(shi)(shi)的(de)(de)礦(kuang)源(yuan)非常豐(feng)富，水鎂(mei)石(shi)(shi)中氧化(hua)鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)。它也是一種制造電熔凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)原料，部分地區水鎂(mei)石(shi)(shi)的(de)(de)化(hua)學成分見表2。

表2水鎂石(shi)的化學成分/%

③輕燒氧(yang)化(hua)鎂。以(yi)(yi)輕燒氧(yang)化(hua)鎂作為電熔氧(yang)化(hua)鎂原料，可以(yi)(yi)使生產(chan)環境得到改善(shan)，可以(yi)(yi)降低運輸費用。由于電熔時排(pai)出氣體少，成分也較均勻，對提高電熔氧(yang)化(hua)鎂質量有利。

我國有(you)一(yi)些電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)以輕(qing)燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)制成球料(liao)(liao)(liao)入爐電(dian)(dian)熔(rong)(rong)。輕(qing)燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)含量(liang)達到98%，以此料(liao)(liao)(liao)能生(sheng)產出白色大結晶電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)。但(dan)由于(yu)成球費用高(gao)，影響生(sheng)產成本。目前，有(you)的廠(chang)家采用反射爐輕(qing)燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)，以一(yi)定(ding)的粒度加入熔(rong)(rong)爐電(dian)(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的質量(liang)比(bi)用菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石好(hao)，成本又比(bi)用球料(liao)(liao)(liao)作原料(liao)(liao)(liao)時便宜，因而(er)得到了一(yi)定(ding)的推廣(guang)。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂。為了某些電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)特殊要求，有(you)時必須在(zai)電(dian)熔過程中采(cai)用(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)(zuo)為電(dian)熔原料，如采(cai)用(yong)海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)(zuo)為電(dian)熔原料，一般首(shou)先利用(yong)處理(li)海(hai)水(shui)和石灰乳作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)生(sheng)產氫(qing)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將(jiang)氫(qing)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成(cheng)輕燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)其(qi)他方(fang)法也可以制得輕燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業(ye)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)制取方(fang)法)，采(cai)用(yong)輕燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)(zuo)為原料生(sheng)產電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(tuo)(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究認為，極(ji)少量(liang)(liang)的(de)(de)(de)雜質氣體(ti)(相(xiang))也屬于晶(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)(de)雜質，可明顯影(ying)響晶(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)(de)長大(da)(da)。因為雜質相(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)在(zai)于增加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)運動所需(xu)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)(liang)。當(dang)(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)(yu)第(di)(di)二相(xiang)相(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)體(ti)能(neng)(neng)量(liang)(liang)降(jiang)低，其(qi)降(jiang)低量(liang)(liang)與(yu)(yu)第(di)(di)二相(xiang)橫截面積成(cheng)正比(bi)，所以必須提(ti)高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)能(neng)(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)才能(neng)(neng)離開(kai)第(di)(di)二相(xiang)繼續運動。并(bing)且當(dang)(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)(yu)第(di)(di)二相(xiang)相(xiang)遇時，與(yu)(yu)第(di)(di)二相(xiang)橫截面積相(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)必須變形，第(di)(di)二相(xiang)數量(liang)(liang)愈多(duo)，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)長大(da)(da)的(de)(de)(de)極(ji)限尺寸(cun)愈小。

另(ling)一方面為了降(jiang)低(di)電(dian)熔(rong)凝氧化鎂(mei)的顯(xian)氣孔(kong)率，也應盡量減少原料(liao)氧化鎂(mei)的氣體排出，因此，采用燒結(jie)鎂(mei)砂電(dian)熔(rong)有(you)其顯(xian)著(zhu)優(you)點。

⑤電(dian)熔氧化鎂單晶的化學原料質(zhi)量(liang)要(yao)求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性(xing)是同原(yuan)子(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)的(de)量(liang)子(zi)(zi)力學本性(xing)如離子(zi)(zi)半徑的(de)尺寸，離子(zi)(zi)的(de)電位數值，離子(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)外層結構(gou)等(deng)(deng)相(xiang)關聯。而氧化鎂的(de)離子(zi)(zi)尺寸、質量(liang)和(he)(he)電荷、陽離子(zi)(zi)和(he)(he)陰離子(zi)(zi)之間的(de)結合特性(xing)和(he)(he)強度、離子(zi)(zi)的(de)極(ji)化作用、結晶構(gou)造等(deng)(deng)決(jue)定它是一高熔點化合物。

氧化鎂的熔(rong)點(dian)和結(jie)(jie)構參數(shu)：陽離子(zi)半徑0.074mm;陰離子(zi)半徑0.53mm;結(jie)(jie)構類型NaCl;配(pei)位數(shu)6;有效配(pei)位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂制造的(de)(de)最(zui)重要(yao)(yao)過(guo)程(cheng)是由各種鎂質原料(liao)，通(tong)過(guo)各種形式(shi)的(de)(de)加熱(re)方(fang)法(fa)產生高(gao)溫使鎂質材料(liao)(MgO)熔(rong)化，變成氧(yang)化鎂熔(rong)體。要(yao)(yao)使氧(yang)化鎂熔(rong)融，必須消耗大量的(de)(de)熱(re)能，以克(ke)服離(li)子間的(de)(de)引力。通(tong)過(guo)強(qiang)大電(dian)弧產生高(gao)溫而(er)熔(rong)化氧(yang)化鎂的(de)(de)方(fang)法(fa)叫(jiao)做(zuo)電(dian)弧熔(rong)融法(fa)。這個融化過(guo)程(cheng)一般(ban)包括熱(re)的(de)(de)傳導、脫水(shui)、脫碳、熔(rong)化、析(xi)晶、晶體長大等一系列物理化學變化的(de)(de)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)鎂石的主要(yao)成分是氫氧化(hua)鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)程(cheng)(cheng)。用菱鎂(mei)(mei)礦作為原料時有(you)一個脫碳過(guo)程(cheng)(cheng)，脫碳過(guo)程(cheng)(cheng)包括兩個方面。一方面是菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)的(de)熱(re)分(fen)(fen)解，菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)的(de)主要(yao)成分(fen)(fen)是碳酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于(yu)在(zai)(zai)電(dian)(dian)熔過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)往往在(zai)(zai)原料氧化(hua)鎂(mei)中(zhong)(zhong)加入(ru)石(shi)墨(mo)粉末添加物(wu)(助劑(ji))，在(zai)(zai)電(dian)(dian)熔爐起動過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)需在(zai)(zai)三電(dian)(dian)極(石(shi)墨(mo)電(dian)(dian)極)的下(xia)端用石(shi)墨(mo)粉末鋪(pu)成三角形(xing)或星(xing)形(xing)導線(xian)路(lu)，在(zai)(zai)通電(dian)(dian)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)受熱燒(shao)損或完全燃(ran)燒(shao)除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂中(zhong)鎂離子和氧(yang)(yang)離子在(zai)(zai)強(qiang)電弧(hu)產(chan)生(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)能(neng)(neng)作用下，克服單晶體中(zhong)的(de)(de)晶格能(neng)(neng)的(de)(de)束縛，變成(cheng)(cheng)能(neng)(neng)自由(you)運動的(de)(de)過(guo)程(cheng)。也就是(shi)說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂加熱(re)(re)到(dao)一(yi)定溫度(du)(熔(rong)(rong)(rong)點(dian))就會由(you)固體變成(cheng)(cheng)液體，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)。在(zai)(zai)這(zhe)一(yi)過(guo)程(cheng)中(zhong)需(xu)消(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)大(da)量的(de)(de)電能(neng)(neng)。據電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂生(sheng)產(chan)者對用水(shui)鎂石作原料生(sheng)產(chan)電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)熱(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)消(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)的(de)(de)比例(li)如(ru)下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂晶體生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)消(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)(de)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶走熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電能(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些(xie)統計數據可以(yi)看出，在(zai)(zai)電熔(rong)(rong)(rong)