電(dian)弧熔(rong)爐生產電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂的工藝流程主(zhu)要包(bao)括：原(yuan)料配(pei)料、電(dian)弧熔(rong)融、破(po)碎、選別、粉碎、篩別、磁(ci)選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我(wo)國有豐富的(de)優質菱鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量高(gao)，又易(yi)于開采，因此，被廣(guang)泛用作電熔(rong)氧化鎂(mei)的(de)原料。采用菱鎂(mei)石作原料，碳酸鎂(mei)分解產(chan)生CO2氣(qi)體，由于有大量氣(qi)體從爐內排出(chu)影響著電熔(rong)過程(cheng)的(de)進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂的結晶(jing)帶的形成均有不利影(ying)響，由于(yu)大量塵(chen)料飛損，使(shi)物料損耗(hao)(hao)和能量消耗(hao)(hao)增高(gao)，也(ye)惡化(hua)了車間生產環境。但由于(yu)優質菱鎂礦石容易獲得，價格很(hen)低廉，所以，仍是(shi)我國(guo)電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂用得最(zui)(zui)多最(zui)(zui)廣泛的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石中(zhong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)含量(liang)高低和(he)化學成分直接(jie)影響(xiang)到電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)質(zhi)量(liang)，同時在電(dian)(dian)熔(rong)過(guo)程中(zhong)也直接(jie)影響(xiang)到電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)得(de)到的(de)品(pin)(pin)級比(bi)(bi)例(li)，因此，為了保證電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)質(zhi)量(liang)和(he)品(pin)(pin)級比(bi)(bi)例(li)，必(bi)須(xu)對(dui)各種(zhong)礦石進行(xing)適當的(de)配比(bi)(bi)后進行(xing)熔(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)。我國(guo)的遼寧(ning)省水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的礦源(yuan)非(fei)常豐富(fu)，水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)中(zhong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)含量高于(yu)菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)(shi)。它也是一種制(zhi)造(zao)電熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的原料，部分地區水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的化學(xue)成分見表2。

表2水(shui)鎂石(shi)的(de)化學(xue)成分/%

③輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂。以(yi)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂作為電熔氧(yang)化(hua)鎂原料，可以(yi)使生產環境得到改善(shan)，可以(yi)降低運(yun)輸費用。由于電熔時(shi)排出(chu)氣體(ti)少，成分也較(jiao)均勻，對提高電熔氧(yang)化(hua)鎂質量(liang)有利。

我國有(you)(you)一些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)以(yi)輕(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)制成球料入(ru)爐電(dian)(dian)熔(rong)。輕(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)含量達到(dao)98%，以(yi)此(ci)料能(neng)生產出(chu)白色大結晶(jing)電(dian)(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。但由于成球費用(yong)高，影響生產成本(ben)。目前，有(you)(you)的(de)廠家(jia)采用(yong)反(fan)射爐輕(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，以(yi)一定(ding)的(de)粒度加入(ru)熔(rong)爐電(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)質量比(bi)用(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦石好，成本(ben)又比(bi)用(yong)球料作原料時便宜(yi)，因(yin)而(er)得到(dao)了(le)一定(ding)的(de)推廣(guang)。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了(le)某些電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)特(te)殊要求(qiu)，有時(shi)必須(xu)在電(dian)熔(rong)過程中(zhong)采(cai)用燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)電(dian)熔(rong)原料，如(ru)采(cai)用海(hai)水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)電(dian)熔(rong)原料，一(yi)般首先利(li)用處理海(hai)水和(he)石灰乳作用生產氫氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)，將(jiang)氫氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)成(cheng)輕燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。用其他方(fang)法(fa)也(ye)可以制(zhi)(zhi)得輕燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見(jian)工業氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)制(zhi)(zhi)取方(fang)法(fa))，采(cai)用輕燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)作為(wei)原料生產電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉(la)特(te)爾(Ruttere)等研究認(ren)為(wei)，極(ji)少量(liang)的(de)(de)(de)(de)雜(za)質氣體(相(xiang))也(ye)屬于(yu)晶體的(de)(de)(de)(de)雜(za)質，可明顯影響晶粒的(de)(de)(de)(de)長(chang)大(da)。因為(wei)雜(za)質相(xiang)的(de)(de)(de)(de)作用在于(yu)增加(jia)晶界運動(dong)所需(xu)的(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)。當晶界與(yu)(yu)(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，晶體能(neng)量(liang)降低(di)，其降低(di)量(liang)與(yu)(yu)(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)橫截面積成(cheng)正(zheng)比，所以必須(xu)提高晶界能(neng)，晶界才(cai)能(neng)離開第(di)二(er)(er)相(xiang)繼續運動(dong)。并且當晶界與(yu)(yu)(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，與(yu)(yu)(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)橫截面積相(xiang)等的(de)(de)(de)(de)晶界必須(xu)變形，第(di)二(er)(er)相(xiang)數(shu)量(liang)愈多，晶粒長(chang)大(da)的(de)(de)(de)(de)極(ji)限尺寸愈小。

另一方面為了降(jiang)低電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)鎂的(de)顯(xian)氣孔(kong)率(lv)，也應(ying)盡量減少(shao)原料氧化(hua)鎂的(de)氣體排出，因此(ci)，采用燒結(jie)鎂砂(sha)電(dian)熔有其顯(xian)著優點(dian)。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原料(liao)質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這(zhe)些(xie)特(te)性(xing)(xing)(xing)是(shi)同原子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和分子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)力學本(ben)性(xing)(xing)(xing)如離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺寸(cun)，離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電位數值，離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)外層結(jie)(jie)構(gou)等相(xiang)關聯。而氧化(hua)(hua)鎂的(de)(de)離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸(cun)、質量和電荷、陽離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和陰(yin)離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)結(jie)(jie)合特(te)性(xing)(xing)(xing)和強度、離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極化(hua)(hua)作用、結(jie)(jie)晶構(gou)造等決定它是(shi)一高熔點化(hua)(hua)合物。

氧化鎂的熔點(dian)和結構參數：陽離子半徑(jing)0.074mm;陰離子半徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)位(wei)(wei)數6;有效配(pei)位(wei)(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂制造的(de)(de)最重要(yao)過(guo)程是(shi)由各種(zhong)鎂質原(yuan)料(liao)，通過(guo)各種(zhong)形(xing)式的(de)(de)加熱(re)方(fang)法(fa)產生高溫使鎂質材(cai)料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)，變成(cheng)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)體(ti)。要(yao)使氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)融(rong)(rong)，必須消耗大(da)量的(de)(de)熱(re)能(neng)，以克服離(li)子(zi)間的(de)(de)引力(li)。通過(guo)強大(da)電弧產生高溫而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)方(fang)法(fa)叫(jiao)做電弧熔(rong)融(rong)(rong)法(fa)。這個融(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程一(yi)般(ban)包括熱(re)的(de)(de)傳導、脫水(shui)、脫碳(tan)、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)、析(xi)晶、晶體(ti)長大(da)等一(yi)系列(lie)物理化(hua)(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)程。

①脫水(shui)(shui)過程。用水(shui)(shui)鎂石作原料有一脫水(shui)(shui)過程。水(shui)(shui)鎂石的主要成分是(shi)氫氧化鎂Mg(OH)2。其(qi)脫水(shui)(shui)過程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)(tan)過程。用(yong)菱(ling)鎂礦作為原料時有(you)一(yi)個脫(tuo)碳(tan)(tan)過程，脫(tuo)碳(tan)(tan)過程包括(kuo)兩個方面(mian)。一(yi)方面(mian)是(shi)菱(ling)鎂礦石的熱分解，菱(ling)鎂礦石的主要(yao)成分是(shi)碳(tan)(tan)酸(suan)鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于(yu)在(zai)電(dian)熔過程中往往在(zai)原料(liao)氧(yang)化鎂中加入石(shi)墨(mo)粉(fen)末添加物(助劑(ji))，在(zai)電(dian)熔爐起(qi)動過程中需在(zai)三電(dian)極(石(shi)墨(mo)電(dian)極)的下端用(yong)石(shi)墨(mo)粉(fen)末鋪成三角形(xing)或(huo)星形(xing)導線(xian)路(lu)，在(zai)通電(dian)過程中受熱(re)燒損或(huo)完全燃(ran)燒除去(qu)石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)即氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離(li)子(zi)和氧(yang)離(li)子(zi)在(zai)強電(dian)弧產生(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)能(neng)作用下，克服單晶體中的(de)(de)(de)晶格(ge)能(neng)的(de)(de)(de)束縛，變(bian)成(cheng)能(neng)自由運動的(de)(de)(de)過程(cheng)。也就是說，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)點)就會由固(gu)體變(bian)成(cheng)液(ye)體，叫(jiao)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)。在(zai)這(zhe)(zhe)一過程(cheng)中需消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)大量(liang)的(de)(de)(de)電(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產者對用水鎂(mei)石作原料生(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)熱(re)平衡的(de)(de)(de)衡算(suan)，熱(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)比例如下：氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)晶體生(sheng)成(cheng)熱(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成(cheng)熱(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐(lu)殼的(de)(de)(de)水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表面散(san)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)(zhe)些統(tong)計(ji)數據(ju)可以看(kan)出，在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)