電(dian)弧熔(rong)爐生(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)氧化鎂的工藝流程主要(yao)包括：原料(liao)配料(liao)、電(dian)弧熔(rong)融(rong)、破碎(sui)、選(xuan)別、粉碎(sui)、篩別、磁選(xuan)、分類包裝等(deng)。

(1)原料

我國有豐富的優質菱鎂(mei)礦石，氧(yang)化鎂(mei)含量高，又易于開采(cai)，因此(ci)，被廣泛用(yong)作電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)的原料(liao)。采(cai)用(yong)菱鎂(mei)石作原料(liao)，碳(tan)酸(suan)鎂(mei)分解產(chan)生CO2氣體(ti)，由于有大(da)量氣體(ti)從爐內排出影(ying)響著電(dian)熔(rong)過程(cheng)的進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)結晶帶的(de)形(xing)成均有不利影響，由(you)于大量(liang)塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗和能量(liang)消耗增高，也惡化(hua)(hua)了車間生產(chan)環境(jing)。但由(you)于優質菱鎂(mei)(mei)礦石容(rong)易獲得(de)，價格很低廉，所以，仍是我國電(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)用得(de)最多最廣(guang)泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂礦。菱鎂礦石(shi)中氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)含量(liang)高低和(he)化(hua)(hua)學成分(fen)直(zhi)接影響到電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)質(zhi)量(liang)，同時在電(dian)熔過程中也直(zhi)接影響到電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂得到的(de)品(pin)級比(bi)例，因此，為(wei)了保證電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)質(zhi)量(liang)和(he)品(pin)級比(bi)例，必須對(dui)各種礦石(shi)進(jin)行適(shi)當的(de)配比(bi)后進(jin)行熔煉。

②水(shui)鎂石。我國的遼寧(ning)省水(shui)鎂石的礦(kuang)(kuang)源非常豐(feng)富，水(shui)鎂石中氧(yang)化鎂含量(liang)高于(yu)菱鎂礦(kuang)(kuang)石。它也是一(yi)種制造(zao)電熔凝氧(yang)化鎂的原(yuan)料，部分(fen)地(di)區水(shui)鎂石的化學成分(fen)見表2。

表2水鎂石的化(hua)學成分/%

③輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。以(yi)(yi)輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)作為電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)原料，可以(yi)(yi)使(shi)生產環(huan)境(jing)得到改善，可以(yi)(yi)降低運輸費用。由于電(dian)熔(rong)(rong)時(shi)排出氣(qi)體少，成分(fen)也較均勻，對提(ti)高電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)質(zhi)量(liang)有利(li)。

我國(guo)有一些電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制成(cheng)球料入爐電熔(rong)(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量達(da)到98%，以此料能生產出白色大結晶(jing)電熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但由(you)于成(cheng)球費(fei)用高，影響(xiang)生產成(cheng)本。目前，有的(de)(de)廠家采(cai)用反射爐輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以一定的(de)(de)粒度加入熔(rong)(rong)爐電熔(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)質量比用菱鎂(mei)礦(kuang)石好，成(cheng)本又比用球料作(zuo)原(yuan)料時便宜，因(yin)而得(de)到了一定的(de)(de)推(tui)廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)砂。為(wei)了某(mou)些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)特(te)殊要(yao)求(qiu)，有(you)時必須(xu)在電(dian)(dian)熔(rong)過程中采(cai)用燒(shao)(shao)結鎂(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)(liao)，如采(cai)用海水鎂(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)(liao)，一般首先利用處理海水和石灰乳(ru)作(zuo)用生(sheng)產氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)煅(duan)燒(shao)(shao)成輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。用其他方(fang)法也(ye)(ye)可以(yi)制(zhi)得(de)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)制(zhi)取方(fang)法)，采(cai)用輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)為(wei)原(yuan)料(liao)(liao)生(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和拉(la)特(te)爾(Ruttere)等(deng)研(yan)究認為(wei)，極少量的(de)雜(za)質(zhi)氣體(相(xiang))也(ye)(ye)屬于(yu)晶(jing)體的(de)雜(za)質(zhi)，可明顯影(ying)響晶(jing)粒的(de)長大。因為(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)的(de)作(zuo)用在于(yu)增加晶(jing)界(jie)運(yun)(yun)動(dong)所需的(de)能(neng)量。當晶(jing)界(jie)與第二相(xiang)相(xiang)遇時，晶(jing)體能(neng)量降(jiang)低，其降(jiang)低量與第二相(xiang)橫截面積(ji)成正比，所以(yi)必須(xu)提(ti)高晶(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)才能(neng)離(li)開第二相(xiang)繼續(xu)運(yun)(yun)動(dong)。并(bing)且(qie)當晶(jing)界(jie)與第二相(xiang)相(xiang)遇時，與第二相(xiang)橫截面積(ji)相(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)界(jie)必須(xu)變形(xing)，第二相(xiang)數量愈(yu)多，晶(jing)粒長大的(de)極限尺(chi)寸愈(yu)小。

另一方面為(wei)了降低電(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)顯(xian)氣孔(kong)率，也(ye)應盡量減(jian)少原料氧(yang)化鎂(mei)的(de)氣體排出，因此，采(cai)用燒結(jie)鎂(mei)砂電(dian)熔有其顯(xian)著優點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶的化(hua)學原(yuan)料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是同原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)力學本性如離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的(de)(de)(de)尺寸，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電位數值(zhi)，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)外層結構等相關聯。而氧化(hua)鎂的(de)(de)(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸、質量和(he)(he)電荷、陽(yang)離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)(he)陰離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)(de)結合(he)特性和(he)(he)強度、離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)極化(hua)作用、結晶(jing)構造等決定它是一高熔點化(hua)合(he)物。

氧化鎂的熔(rong)點和結構(gou)(gou)參數(shu)：陽離子半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離子半(ban)徑(jing)0.53mm;結構(gou)(gou)類型(xing)NaCl;配(pei)位數(shu)6;有(you)效配(pei)位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)制造(zao)的最重要(yao)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)是由各種(zhong)(zhong)鎂(mei)(mei)質原料(liao)，通(tong)過(guo)(guo)(guo)各種(zhong)(zhong)形式的加熱(re)方法(fa)產生(sheng)高(gao)溫使鎂(mei)(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)化，變(bian)成氧(yang)化鎂(mei)(mei)熔(rong)體。要(yao)使氧(yang)化鎂(mei)(mei)熔(rong)融(rong)(rong)，必(bi)須消耗大量(liang)的熱(re)能(neng)，以克服離子間(jian)的引力(li)。通(tong)過(guo)(guo)(guo)強(qiang)大電(dian)弧(hu)產生(sheng)高(gao)溫而熔(rong)化氧(yang)化鎂(mei)(mei)的方法(fa)叫做電(dian)弧(hu)熔(rong)融(rong)(rong)法(fa)。這(zhe)個融(rong)(rong)化過(guo)(guo)(guo)程(cheng)一(yi)般包(bao)括熱(re)的傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)化、析(xi)晶、晶體長大等一(yi)系列物理化學變(bian)化的過(guo)(guo)(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)過(guo)程。用水(shui)鎂石作原料(liao)有一脫(tuo)水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂石的主要成分是氫(qing)氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)水(shui)過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)程(cheng)。用菱鎂(mei)礦作為原料時(shi)有一個脫碳過(guo)程(cheng)，脫碳過(guo)程(cheng)包括兩個方面。一方面是菱鎂(mei)礦石的(de)熱分解(jie)，菱鎂(mei)礦石的(de)主要成分是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面，由于在(zai)電(dian)熔(rong)過程中往往在(zai)原(yuan)料氧化鎂中加入(ru)石(shi)墨粉(fen)(fen)末(mo)添(tian)加物(助(zhu)劑)，在(zai)電(dian)熔(rong)爐起動過程中需在(zai)三電(dian)極(ji)(石(shi)墨電(dian)極(ji))的下端用石(shi)墨粉(fen)(fen)末(mo)鋪(pu)成三角形(xing)或星形(xing)導(dao)線(xian)路，在(zai)通電(dian)過程中受熱燒(shao)損或完全燃燒(shao)除(chu)去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)(hua)過程。熔化(hua)(hua)(hua)過程即氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)(mei)離(li)子和(he)氧離(li)子在強電(dian)(dian)弧產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)能(neng)作用下(xia)，克服單(dan)晶體(ti)中的(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)束(shu)縛，變(bian)成能(neng)自由(you)運動的(de)(de)過程。也就(jiu)是說，氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)加(jia)熱(re)(re)到一定溫度(熔點(dian))就(jiu)會由(you)固體(ti)變(bian)成液體(ti)，叫熔化(hua)(hua)(hua)。在這(zhe)一過程中需消耗(hao)(hao)大量的(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)。據電(dian)(dian)熔凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)生(sheng)產(chan)(chan)者對用水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石作原(yuan)料生(sheng)產(chan)(chan)電(dian)(dian)熔凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)消耗(hao)(hao)的(de)(de)比(bi)例如下(xia)：氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)晶體(ti)生(sheng)成熱(re)(re)消耗(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮(pi)消耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成熱(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)卻(que)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻(que)爐殼的(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子表面(mian)散熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損失值(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數據可(ke)以看出(chu)，在電(dian)(dian)熔