電弧(hu)熔爐生產電熔氧化鎂的工藝(yi)流程主要包(bao)括(kuo)：原料(liao)配料(liao)、電弧(hu)熔融、破碎、選(xuan)別(bie)、粉碎、篩(shai)別(bie)、磁(ci)選(xuan)、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富(fu)的優質菱鎂礦(kuang)石，氧(yang)化(hua)鎂含量(liang)高，又易于開采，因此，被廣(guang)泛用(yong)(yong)作電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂的原料。采用(yong)(yong)菱鎂石作原料，碳酸(suan)鎂分(fen)解產生CO2氣(qi)體(ti)(ti)，由于有大量(liang)氣(qi)體(ti)(ti)從爐內排出(chu)影(ying)響著電(dian)熔(rong)過程的進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)鎂的(de)(de)結晶帶的(de)(de)形成(cheng)均有不利(li)影響，由于(yu)(yu)大(da)量塵(chen)料飛損，使物料損耗(hao)和(he)能量消耗(hao)增高，也惡化(hua)了車(che)間生產環境。但(dan)由于(yu)(yu)優質菱鎂礦石容易獲(huo)得，價格(ge)很低廉，所以，仍是我國電熔氧化(hua)鎂用得最多最廣泛的(de)(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)石中氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)含量(liang)高低和化學成分直接影響到電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)質量(liang)，同(tong)時在電(dian)熔過(guo)程(cheng)中也直接影響到電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)得(de)到的(de)品級比(bi)(bi)例，因此，為了保(bao)證(zheng)電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)質量(liang)和品級比(bi)(bi)例，必須對各種礦(kuang)石進行適當的(de)配比(bi)(bi)后進行熔煉。

②水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)(shi)。我國的遼寧省水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)(shi)的礦(kuang)源非常豐(feng)富，水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)(shi)中(zhong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)(shi)。它也是(shi)一種制造電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的原(yuan)料，部分地區(qu)水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)(shi)的化(hua)學(xue)成分見表2。

表2水(shui)鎂石的(de)化學成(cheng)分/%

③輕燒氧化(hua)鎂(mei)。以(yi)輕燒氧化(hua)鎂(mei)作為(wei)電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)原料，可以(yi)使生產環(huan)境得(de)到改善，可以(yi)降低(di)運輸(shu)費用(yong)。由于(yu)電(dian)熔(rong)時排出(chu)氣體少，成分也較(jiao)均勻，對提高電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)質量有(you)利。

我(wo)國(guo)有(you)一些(xie)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制(zhi)成(cheng)球(qiu)(qiu)料入爐電(dian)熔(rong)(rong)。輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量達到(dao)98%，以(yi)此料能生產出(chu)白色大(da)結(jie)晶(jing)電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)(qiu)費用(yong)高，影響(xiang)生產成(cheng)本。目前，有(you)的(de)廠家采用(yong)反射爐輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)一定的(de)粒度加入熔(rong)(rong)爐電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)量比用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)好，成(cheng)本又比用(yong)球(qiu)(qiu)料作原料時便宜，因而得到(dao)了一定的(de)推廣。

④燒(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)(wei)了(le)某些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)特殊要(yao)求，有(you)時必須在電(dian)(dian)熔(rong)過程中采(cai)用(yong)燒(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂作為(wei)(wei)(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，如采(cai)用(yong)海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)砂作為(wei)(wei)(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，一般首先利用(yong)處理海(hai)水(shui)和石灰乳(ru)作用(yong)生(sheng)(sheng)產氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)(shao)(shao)成輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)其(qi)他方法也可以制(zhi)得(de)輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)制(zhi)取方法)，采(cai)用(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作為(wei)(wei)(wei)原(yuan)料(liao)生(sheng)(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研(yan)究(jiu)認為(wei)(wei)(wei)，極少量(liang)(liang)的(de)雜(za)質氣體(相(xiang))也屬于(yu)晶體的(de)雜(za)質，可明顯影響晶粒的(de)長大。因為(wei)(wei)(wei)雜(za)質相(xiang)的(de)作用(yong)在于(yu)增加晶界(jie)(jie)運動所需的(de)能(neng)(neng)量(liang)(liang)。當(dang)晶界(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇時，晶體能(neng)(neng)量(liang)(liang)降(jiang)低(di)，其(qi)降(jiang)低(di)量(liang)(liang)與(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)橫截(jie)面(mian)積成正(zheng)比，所以必須提高晶界(jie)(jie)能(neng)(neng)，晶界(jie)(jie)才能(neng)(neng)離開(kai)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)繼續(xu)運動。并且當(dang)晶界(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇時，與(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)橫截(jie)面(mian)積相(xiang)等的(de)晶界(jie)(jie)必須變形，第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)數量(liang)(liang)愈多，晶粒長大的(de)極限尺寸愈小。

另(ling)一(yi)方面為了降低電(dian)熔凝氧化鎂的(de)顯氣孔率，也應盡量減少原料氧化鎂的(de)氣體(ti)排(pai)出，因此，采用(yong)燒結鎂砂電(dian)熔有其顯著優點。

⑤電熔(rong)氧化鎂單晶的(de)化學原料質量(liang)要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原(yuan)子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的(de)量(liang)子(zi)(zi)力學本(ben)性(xing)如離(li)(li)子(zi)(zi)半徑的(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電位數值，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)外(wai)層結構(gou)等相關(guan)聯。而(er)氧化鎂(mei)的(de)離(li)(li)子(zi)(zi)尺寸、質量(liang)和電荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)和陰離(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)結合特性(xing)和強度(du)、離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)極化作用(yong)、結晶構(gou)造等決定它(ta)是一(yi)高熔點化合物(wu)。

氧化(hua)鎂(mei)的熔點和(he)結構(gou)參數(shu)：陽離子(zi)半徑0.074mm;陰離子(zi)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;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)最重要過(guo)程是(shi)由各種(zhong)鎂(mei)質原料，通過(guo)各種(zhong)形式(shi)的(de)(de)加熱(re)方(fang)法(fa)產生(sheng)高(gao)溫使鎂(mei)質材(cai)料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)，變成(cheng)氧化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體(ti)。要使氧化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融，必(bi)須消耗大量的(de)(de)熱(re)能，以克服(fu)離子間的(de)(de)引力(li)。通過(guo)強大電(dian)弧產生(sheng)高(gao)溫而熔(rong)(rong)化(hua)氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)方(fang)法(fa)叫做電(dian)弧熔(rong)(rong)融法(fa)。這個融化(hua)過(guo)程一般包括(kuo)熱(re)的(de)(de)傳導、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)(rong)化(hua)、析晶、晶體(ti)長大等(deng)一系(xi)列物理化(hua)學變化(hua)的(de)(de)過(guo)程。

①脫水(shui)過(guo)(guo)程。用(yong)水(shui)鎂石作原(yuan)料有一脫水(shui)過(guo)(guo)程。水(shui)鎂石的主要(yao)成(cheng)分是(shi)氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)(guo)程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過(guo)程(cheng)。用(yong)菱鎂礦作為原(yuan)料(liao)時有(you)一個脫(tuo)碳過(guo)程(cheng)，脫(tuo)碳過(guo)程(cheng)包(bao)括兩個方(fang)(fang)面(mian)。一方(fang)(fang)面(mian)是菱鎂礦石(shi)的(de)熱分解，菱鎂礦石(shi)的(de)主要(yao)成分是碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面，由于(yu)在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)過(guo)程中往往在(zai)原料氧化鎂中加入石(shi)墨粉(fen)末添(tian)加物(助劑)，在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)爐(lu)起(qi)動過(guo)程中需在(zai)三電(dian)(dian)極(石(shi)墨電(dian)(dian)極)的下端用(yong)石(shi)墨粉(fen)末鋪成三角形(xing)或星(xing)形(xing)導(dao)線路，在(zai)通電(dian)(dian)過(guo)程中受熱(re)燒損或完(wan)全燃(ran)燒除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)即氧化(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子(zi)和氧離子(zi)在(zai)強電(dian)(dian)弧產生(sheng)的(de)(de)熱(re)能(neng)作(zuo)用下(xia)，克服單晶體(ti)(ti)中的(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)束縛，變(bian)成(cheng)能(neng)自由運動(dong)的(de)(de)過(guo)程(cheng)。也就是說，氧化(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)到(dao)一定(ding)溫度(熔(rong)(rong)點)就會由固體(ti)(ti)變(bian)成(cheng)液體(ti)(ti)，叫(jiao)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)。在(zai)這(zhe)一過(guo)程(cheng)中需消(xiao)(xiao)耗(hao)大(da)量的(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產者對用水鎂(mei)石作(zuo)原料生(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)的(de)(de)比例(li)如(ru)下(xia)：氧化(hua)(hua)鎂(mei)晶體(ti)(ti)生(sheng)成(cheng)熱(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮消(xiao)(xiao)耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)熱(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐(lu)殼(ke)的(de)(de)水耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表面散熱(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些(xie)統計數據(ju)可以看出，在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)