電(dian)弧熔(rong)爐生(sheng)產電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂的工藝(yi)流(liu)程主要包括(kuo)：原料配料、電(dian)弧熔(rong)融(rong)、破碎(sui)、選別、粉碎(sui)、篩別、磁選、分(fen)類(lei)包裝等。

(1)原料

我(wo)國(guo)有(you)豐富的優質菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)，氧化鎂(mei)含量高，又易于開采，因此，被廣泛用作電熔(rong)氧化鎂(mei)的原(yuan)料。采用菱(ling)鎂(mei)石(shi)作原(yuan)料，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣體，由于有(you)大量氣體從(cong)爐內排出影響著電熔(rong)過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)結晶(jing)帶的(de)(de)形(xing)成均(jun)有不利影響，由于大量塵料飛損，使(shi)物料損耗和能量消耗增高，也惡化(hua)了(le)車間生(sheng)產環境。但由于優質菱鎂(mei)(mei)礦石容易獲得(de)，價(jia)格很(hen)低(di)廉，所以，仍(reng)是我國(guo)電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)用得(de)最多(duo)最廣(guang)泛的(de)(de)原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂礦(kuang)。菱(ling)鎂礦(kuang)石中氧(yang)(yang)化鎂的含量(liang)高低和(he)化學成分直接(jie)影響到電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化鎂的質量(liang)，同時在電(dian)熔過程中也直接(jie)影響到電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化鎂得到的品級比(bi)例，因此，為了保(bao)證電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化鎂的質量(liang)和(he)品級比(bi)例，必(bi)須(xu)對各種礦(kuang)石進行適(shi)當的配比(bi)后進行熔煉。

②水鎂(mei)石。我國的(de)(de)遼寧省(sheng)水鎂(mei)石的(de)(de)礦(kuang)源(yuan)非(fei)常豐富，水鎂(mei)石中氧化鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦(kuang)石。它(ta)也是一種(zhong)制造電熔凝氧化鎂(mei)的(de)(de)原料，部分地區(qu)水鎂(mei)石的(de)(de)化學成分見表2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。以(yi)(yi)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)作為(wei)電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)原料，可以(yi)(yi)使(shi)生(sheng)產環境(jing)得(de)到改善，可以(yi)(yi)降(jiang)低運輸費(fei)用。由(you)于電(dian)熔(rong)時排(pai)出(chu)氣體少，成分(fen)也較均(jun)勻，對提高電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)質(zhi)量有(you)利。

我(wo)國有一(yi)些電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂以(yi)(yi)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂制成球(qiu)料入爐(lu)電熔(rong)。輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂的氧(yang)(yang)化(hua)鎂含量達到(dao)98%，以(yi)(yi)此料能生產(chan)出(chu)白色大結晶電熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂。但由于(yu)成球(qiu)費用高，影響生產(chan)成本。目前(qian)，有的廠家采(cai)用反(fan)射爐(lu)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂，以(yi)(yi)一(yi)定的粒度加入熔(rong)爐(lu)電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂的質量比(bi)用菱鎂礦石好，成本又比(bi)用球(qiu)料作原料時(shi)便(bian)宜，因而得到(dao)了一(yi)定的推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了(le)某些(xie)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)特(te)殊(shu)要(yao)求，有(you)時必(bi)須(xu)在電(dian)熔(rong)(rong)過(guo)程中采用(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原料，如采用(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原料，一般首先利用(yong)(yong)處(chu)理(li)海水和(he)石(shi)灰乳(ru)作用(yong)(yong)生(sheng)產(chan)氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其(qi)他方(fang)法(fa)也可以制得(de)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)制取(qu)方(fang)法(fa))，采用(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作為(wei)(wei)原料生(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和(he)拉特(te)爾(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)，極(ji)少(shao)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)雜(za)質氣體(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)體的(de)(de)(de)雜(za)質，可明顯(xian)影響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)長大(da)。因(yin)為(wei)(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作用(yong)(yong)在于增加晶(jing)(jing)界(jie)運(yun)動所需的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)體能(neng)量(liang)(liang)(liang)降低，其(qi)降低量(liang)(liang)(liang)與(yu)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積成正(zheng)比，所以必(bi)須(xu)提高晶(jing)(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)才能(neng)離開第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并(bing)且當晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)必(bi)須(xu)變形，第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)(liang)愈(yu)多(duo)，晶(jing)(jing)粒長大(da)的(de)(de)(de)極(ji)限尺寸(cun)愈(yu)小(xiao)。

另一方面(mian)為了降(jiang)低(di)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂的(de)顯氣孔率，也應盡量(liang)減少原料氧(yang)化(hua)鎂的(de)氣體排出，因此，采用燒結鎂砂電(dian)(dian)熔(rong)有其顯著優(you)點。

⑤電熔氧化鎂(mei)單晶的化學原料質量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是(shi)同原子(zi)(zi)和(he)分(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)量子(zi)(zi)力學本(ben)性(xing)如離(li)(li)子(zi)(zi)半徑的(de)(de)(de)尺(chi)寸(cun)，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)電位數值，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)電子(zi)(zi)外層(ceng)結構(gou)(gou)等相(xiang)關聯。而氧化鎂的(de)(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)、質(zhi)量和(he)電荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)(de)(de)結合特性(xing)和(he)強度、離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)極化作用、結晶構(gou)(gou)造等決定它是(shi)一高熔(rong)點(dian)化合物(wu)。

氧(yang)化鎂的熔點和結(jie)構(gou)參數(shu)：陽(yang)離子半(ban)徑0.074mm;陰離子半(ban)徑0.53mm;結(jie)構(gou)類型NaCl;配位(wei)數(shu)6;有效配位(wei)數(shu)8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)最重要(yao)過(guo)(guo)程是由各種鎂(mei)質(zhi)原料，通(tong)過(guo)(guo)各種形式的(de)(de)加熱方法產(chan)生高(gao)溫使鎂(mei)質(zhi)材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變(bian)成(cheng)氧化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)體。要(yao)使氧化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)融，必(bi)須(xu)消耗大量的(de)(de)熱能，以克服離子間(jian)的(de)(de)引力。通(tong)過(guo)(guo)強大電(dian)(dian)弧產(chan)生高(gao)溫而(er)熔(rong)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)方法叫做電(dian)(dian)弧熔(rong)融法。這(zhe)個(ge)融化(hua)(hua)過(guo)(guo)程一般包括熱的(de)(de)傳(chuan)導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體長(chang)大等一系列物理化(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)(guo)程。

①脫水(shui)過(guo)程(cheng)。用(yong)水(shui)鎂石作(zuo)原料有(you)一(yi)脫水(shui)過(guo)程(cheng)。水(shui)鎂石的主要(yao)成分(fen)是氫(qing)氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)過程。用菱鎂(mei)礦作為原料時有一(yi)個脫碳(tan)(tan)過程，脫碳(tan)(tan)過程包括兩個方面。一(yi)方面是菱鎂(mei)礦石的熱分解，菱鎂(mei)礦石的主要成(cheng)分是碳(tan)(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由于在電(dian)熔過程中(zhong)往(wang)往(wang)在原(yuan)料(liao)氧化鎂(mei)中(zhong)加(jia)入石墨(mo)粉(fen)末添加(jia)物(wu)(助(zhu)劑(ji))，在電(dian)熔爐起動過程中(zhong)需在三(san)(san)電(dian)極(石墨(mo)電(dian)極)的下端用石墨(mo)粉(fen)末鋪(pu)成三(san)(san)角形或(huo)星形導線路，在通電(dian)過程中(zhong)受熱燒損或(huo)完全燃燒除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化過程(cheng)。熔(rong)(rong)(rong)化過程(cheng)即氧化鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離子和(he)氧離子在強電弧產(chan)(chan)(chan)生的(de)(de)熱(re)能(neng)作用下，克服單晶(jing)體中(zhong)的(de)(de)晶(jing)格能(neng)的(de)(de)束縛，變(bian)成(cheng)(cheng)能(neng)自(zi)由運(yun)動(dong)的(de)(de)過程(cheng)。也就(jiu)(jiu)是說，氧化鎂(mei)(mei)加熱(re)到一定溫度(du)(熔(rong)(rong)(rong)點)就(jiu)(jiu)會由固體變(bian)成(cheng)(cheng)液體，叫熔(rong)(rong)(rong)化。在這一過程(cheng)中(zhong)需(xu)消(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)(de)電能(neng)。據電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)(mei)生產(chan)(chan)(chan)者對用水鎂(mei)(mei)石(shi)作原料生產(chan)(chan)(chan)電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)比例如下：氧化鎂(mei)(mei)晶(jing)體生成(cheng)(cheng)熱(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂(sha)生成(cheng)(cheng)熱(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)(leng)卻水耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)(leng)卻爐殼的(de)(de)水耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散(san)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶(dai)走(zou)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電能(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數(shu)據可以看出，在電熔(rong)(rong)(rong)