電(dian)弧(hu)熔爐生產電(dian)熔氧化鎂的(de)工(gong)藝流(liu)程主要包括(kuo)：原(yuan)料配料、電(dian)弧(hu)熔融、破碎(sui)、選別、粉碎(sui)、篩別、磁選、分類包裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有豐富的(de)優質菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)，氧(yang)化鎂(mei)含量(liang)高，又易(yi)于開采，因此(ci)，被廣泛用(yong)作(zuo)電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)的(de)原料(liao)。采用(yong)菱(ling)鎂(mei)石(shi)作(zuo)原料(liao)，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣(qi)體(ti)，由于有大量(liang)氣(qi)體(ti)從爐(lu)內排出影(ying)響著電(dian)熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)的(de)結晶帶的(de)形成均有不利影響，由(you)于(yu)大量塵(chen)料(liao)飛損，使物料(liao)損耗(hao)和(he)能量消耗(hao)增高，也惡化(hua)了車間(jian)生產環境。但(dan)由(you)于(yu)優質菱(ling)鎂(mei)礦石容易獲(huo)得(de)，價格很低廉，所以(yi)，仍是我國電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)用(yong)得(de)最多最廣泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)礦石中氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)含(han)量(liang)高低和(he)(he)化(hua)(hua)學成分直接影(ying)(ying)響到電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)量(liang)，同時在電熔過(guo)程中也直接影(ying)(ying)響到電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)得到的(de)品(pin)級(ji)(ji)比例，因(yin)此(ci)，為了保證(zheng)電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)量(liang)和(he)(he)品(pin)級(ji)(ji)比例，必須對(dui)各種(zhong)礦石進行(xing)適(shi)當的(de)配比后進行(xing)熔煉。

②水鎂石(shi)(shi)。我國的(de)遼寧(ning)省水鎂石(shi)(shi)的(de)礦(kuang)源(yuan)非常豐富，水鎂石(shi)(shi)中氧(yang)化(hua)鎂含量高于菱鎂礦(kuang)石(shi)(shi)。它也是一種制造電熔凝氧(yang)化(hua)鎂的(de)原料，部(bu)分(fen)地區(qu)水鎂石(shi)(shi)的(de)化(hua)學(xue)成分(fen)見表2。

表2水鎂(mei)石的化學成分/%

③輕(qing)(qing)燒(shao)氧化鎂。以輕(qing)(qing)燒(shao)氧化鎂作為電熔氧化鎂原料，可以使生(sheng)產(chan)環(huan)境得到改善(shan)，可以降低運(yun)輸費用。由于(yu)電熔時排出氣體少(shao)，成分(fen)也較均勻(yun)，對提高電熔氧化鎂質量有(you)利(li)。

我國有一(yi)些電熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)以(yi)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)制成球(qiu)料入爐(lu)電熔。輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)含量達(da)到(dao)98%，以(yi)此料能生(sheng)產出白色大結(jie)晶電熔氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。但由于成球(qiu)費(fei)用(yong)高(gao)，影響生(sheng)產成本。目前，有的(de)(de)廠家采用(yong)反(fan)射爐(lu)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，以(yi)一(yi)定的(de)(de)粒度(du)加入熔爐(lu)電熔，電熔氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)質量比(bi)用(yong)菱(ling)鎂(mei)礦石好，成本又比(bi)用(yong)球(qiu)料作原料時(shi)便(bian)宜，因(yin)而得到(dao)了一(yi)定的(de)(de)推(tui)廣(guang)。

④燒結(jie)鎂(mei)砂(sha)。為(wei)了某(mou)些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)特(te)(te)殊要求(qiu)，有時必(bi)須在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)過(guo)程(cheng)中采(cai)用(yong)(yong)(yong)燒結(jie)鎂(mei)砂(sha)作為(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料，如采(cai)用(yong)(yong)(yong)海(hai)水(shui)鎂(mei)砂(sha)作為(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料，一般首(shou)先利(li)用(yong)(yong)(yong)處理海(hai)水(shui)和石灰乳作用(yong)(yong)(yong)生(sheng)產氫氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，將(jiang)氫氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)煅燒成(cheng)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)(yong)其他方法也可以(yi)制(zhi)得輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)制(zhi)取(qu)方法)，采(cai)用(yong)(yong)(yong)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)作為(wei)原(yuan)料生(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)(te)爾(Ruttere)等研究(jiu)認為(wei)，極少量的(de)雜(za)質氣體(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)(jing)(jing)體的(de)雜(za)質，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)長(chang)大。因為(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作用(yong)(yong)(yong)在(zai)于(yu)增(zeng)加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)運動所需的(de)能(neng)量。當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)體能(neng)量降低，其降低量與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積(ji)(ji)成(cheng)正比(bi)，所以(yi)必(bi)須提高(gao)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)才能(neng)離開第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積(ji)(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)必(bi)須變(bian)形，第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量愈(yu)多，晶(jing)(jing)(jing)粒長(chang)大的(de)極限尺(chi)寸愈(yu)小。

另(ling)一方面為(wei)了降(jiang)低電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的顯氣孔率，也應(ying)盡量減少原(yuan)料(liao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的氣體排出，因此，采用燒結鎂(mei)砂(sha)電(dian)熔有(you)其顯著優點。

⑤電(dian)熔氧化(hua)鎂單(dan)晶的(de)化(hua)學原料質量(liang)要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特(te)(te)性(xing)(xing)是(shi)同原子和(he)分子的(de)(de)量子力學本性(xing)(xing)如離子半徑的(de)(de)尺(chi)寸(cun)，離子的(de)(de)電位數值，離子的(de)(de)電子外層結(jie)構(gou)等相(xiang)關聯。而氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)離子尺(chi)寸(cun)、質量和(he)電荷、陽(yang)離子和(he)陰(yin)離子之(zhi)間的(de)(de)結(jie)合特(te)(te)性(xing)(xing)和(he)強度、離子的(de)(de)極化(hua)作用、結(jie)晶構(gou)造等決定(ding)它是(shi)一高(gao)熔(rong)點化(hua)合物。

氧化鎂的熔(rong)點和結構(gou)參數(shu)：陽離(li)子半徑0.074mm;陰離(li)子半徑0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)制造(zao)的(de)最重要過(guo)程是由各種鎂(mei)(mei)質原料(liao)，通(tong)過(guo)各種形式的(de)加熱方(fang)法(fa)產(chan)生高(gao)溫(wen)使(shi)鎂(mei)(mei)質材(cai)料(liao)(MgO)熔(rong)化，變成氧化鎂(mei)(mei)熔(rong)體。要使(shi)氧化鎂(mei)(mei)熔(rong)融，必須消耗大(da)量(liang)的(de)熱能，以(yi)克服離子間的(de)引力(li)。通(tong)過(guo)強(qiang)大(da)電弧(hu)(hu)產(chan)生高(gao)溫(wen)而熔(rong)化氧化鎂(mei)(mei)的(de)方(fang)法(fa)叫做電弧(hu)(hu)熔(rong)融法(fa)。這個融化過(guo)程一(yi)般(ban)包括熱的(de)傳(chuan)導、脫(tuo)水(shui)、脫(tuo)碳(tan)、熔(rong)化、析(xi)晶、晶體長大(da)等一(yi)系列物理化學變化的(de)過(guo)程。

①脫水(shui)過程。用水(shui)鎂石作原料有(you)一(yi)脫水(shui)過程。水(shui)鎂石的主要成分(fen)是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)(guo)程(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)礦作為原料時有一個脫碳過(guo)(guo)程(cheng)，脫碳過(guo)(guo)程(cheng)包括兩個方(fang)面。一方(fang)面是菱(ling)鎂(mei)礦石的熱分解，菱(ling)鎂(mei)礦石的主要成分是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方(fang)面(mian)，由于(yu)在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)過程中往往在(zai)(zai)原料氧化(hua)鎂中加入石(shi)墨(mo)粉(fen)末(mo)添加物(助(zhu)劑)，在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)爐起(qi)動過程中需在(zai)(zai)三電(dian)極(石(shi)墨(mo)電(dian)極)的下(xia)端(duan)用石(shi)墨(mo)粉(fen)末(mo)鋪成三角形(xing)或星形(xing)導線路，在(zai)(zai)通電(dian)過程中受(shou)熱燒損或完(wan)全燃燒除(chu)去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化過程(cheng)。熔(rong)(rong)化過程(cheng)即氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)中(zhong)(zhong)鎂(mei)(mei)離子和氧(yang)(yang)離子在強電(dian)弧產生的(de)熱(re)(re)能作用下，克服單晶(jing)體(ti)中(zhong)(zhong)的(de)晶(jing)格能的(de)束縛(fu)，變(bian)成(cheng)能自由(you)運動的(de)過程(cheng)。也就是說，氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)加(jia)熱(re)(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)點)就會(hui)由(you)固(gu)體(ti)變(bian)成(cheng)液(ye)體(ti)，叫熔(rong)(rong)化。在這(zhe)一過程(cheng)中(zhong)(zhong)需消(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)電(dian)能。據電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)生產者對用水鎂(mei)(mei)石作原料生產電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)熱(re)(re)平衡的(de)衡算(suan)，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)比例如下：氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)晶(jing)體(ti)生成(cheng)熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生成(cheng)熱(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼的(de)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子表面散(san)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶(dai)走熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能損(sun)失(shi)值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數據可以看出，在電(dian)熔(rong)(rong)