電(dian)弧熔(rong)爐(lu)生產(chan)電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)的工藝(yi)流程主要包括：原料配料、電(dian)弧熔(rong)融(rong)、破碎、選別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選、分類包裝等。

(1)原料

我(wo)國有豐富的優質菱鎂(mei)礦石，氧(yang)化鎂(mei)含量(liang)高(gao)，又易于開采，因(yin)此，被廣泛用(yong)作電熔氧(yang)化鎂(mei)的原料。采用(yong)菱鎂(mei)石作原料，碳酸鎂(mei)分解產生(sheng)CO2氣(qi)體，由于有大量(liang)氣(qi)體從爐(lu)內排出影響(xiang)著電熔過程的進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)的結晶帶的形成均有不利(li)影響，由于(yu)大量(liang)(liang)塵料飛損，使物料損耗和能量(liang)(liang)消耗增高，也惡(e)化了車間(jian)生產環境。但(dan)由于(yu)優(you)質菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)容易(yi)獲(huo)得(de)，價格很(hen)低廉，所(suo)以(yi)，仍是我國電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)用得(de)最多最廣泛的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石中氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)含量(liang)高(gao)低和化(hua)(hua)學成(cheng)分直接影(ying)響到(dao)電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)量(liang)，同(tong)時在電(dian)熔過程中也直接影(ying)響到(dao)電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)得到(dao)的(de)品(pin)級(ji)比(bi)例，因此，為了保證電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)量(liang)和品(pin)級(ji)比(bi)例，必(bi)須(xu)對(dui)各(ge)種礦(kuang)石進行適當的(de)配比(bi)后進行熔煉。

②水鎂(mei)(mei)石。我國的(de)遼寧省水鎂(mei)(mei)石的(de)礦(kuang)源(yuan)非常豐(feng)富，水鎂(mei)(mei)石中氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石。它也是一種制造電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原(yuan)料(liao)，部分(fen)地區水鎂(mei)(mei)石的(de)化(hua)(hua)學成分(fen)見表(biao)2。

表2水(shui)鎂石的化學成(cheng)分/%

③輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂。以輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂作為電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂原料，可以使生產環境得(de)到改善，可以降低運輸費用。由(you)于電(dian)熔(rong)(rong)時排出氣體少，成分(fen)也較均勻(yun)，對提(ti)高電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂質量有利。

我國有一些(xie)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成球料(liao)入(ru)爐(lu)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)。輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)達到98%，以(yi)此料(liao)能生產(chan)出白色大結晶電(dian)(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成球費用高，影響生產(chan)成本(ben)。目(mu)前(qian)，有的廠家(jia)采用反射爐(lu)輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)一定的粒度加入(ru)熔(rong)爐(lu)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的質量(liang)比(bi)用菱鎂(mei)(mei)礦石好，成本(ben)又比(bi)用球料(liao)作(zuo)原料(liao)時便宜，因而得到了(le)一定的推廣(guang)。

④燒結(jie)(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)了某些(xie)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特(te)殊(shu)要求，有(you)時(shi)(shi)必須(xu)在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)過(guo)程中(zhong)采(cai)用燒結(jie)(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)原料(liao)，如采(cai)用海(hai)(hai)水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)原料(liao)，一般首先利用處理海(hai)(hai)水(shui)(shui)和石灰乳作(zuo)(zuo)(zuo)用生產(chan)氫氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)煅燒成(cheng)輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)。用其他方法(fa)也可以制得輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工(gong)業氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制取方法(fa))，采(cai)用輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)原料(liao)生產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研(yan)究(jiu)認(ren)為(wei)，極少(shao)量的(de)(de)雜質氣體(相(xiang))也屬于(yu)晶(jing)體的(de)(de)雜質，可明顯影響晶(jing)粒的(de)(de)長(chang)大(da)。因為(wei)雜質相(xiang)的(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用在于(yu)增加晶(jing)界(jie)運(yun)動(dong)所需的(de)(de)能(neng)量。當(dang)晶(jing)界(jie)與(yu)第(di)(di)二相(xiang)相(xiang)遇(yu)時(shi)(shi)，晶(jing)體能(neng)量降(jiang)低，其降(jiang)低量與(yu)第(di)(di)二相(xiang)橫截面積成(cheng)正比，所以必須(xu)提高晶(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)才(cai)能(neng)離開(kai)第(di)(di)二相(xiang)繼續運(yun)動(dong)。并且當(dang)晶(jing)界(jie)與(yu)第(di)(di)二相(xiang)相(xiang)遇(yu)時(shi)(shi)，與(yu)第(di)(di)二相(xiang)橫截面積相(xiang)等的(de)(de)晶(jing)界(jie)必須(xu)變(bian)形，第(di)(di)二相(xiang)數量愈多(duo)，晶(jing)粒長(chang)大(da)的(de)(de)極限尺寸愈小。

另一方面為了降低(di)電熔凝氧化鎂的顯(xian)(xian)氣(qi)孔率，也應盡量減少原料氧化鎂的氣(qi)體排出(chu)，因此，采(cai)用燒結鎂砂(sha)電熔有其顯(xian)(xian)著優點。

⑤電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)單晶(jing)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)和分(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)力學本性如離(li)子(zi)(zi)半徑(jing)的(de)(de)尺(chi)寸，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電位數值，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)外(wai)層結(jie)構等相關(guan)聯。而(er)氧化鎂的(de)(de)離(li)子(zi)(zi)尺(chi)寸、質量和電荷(he)、陽離(li)子(zi)(zi)和陰離(li)子(zi)(zi)之間(jian)的(de)(de)結(jie)合特性和強度、離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)極化作用、結(jie)晶(jing)構造(zao)等決(jue)定它是一高熔點化合物。

氧化鎂的(de)熔(rong)點(dian)和結構參數(shu)：陽離(li)子(zi)(zi)半徑(jing)0.074mm;陰離(li)子(zi)(zi)半徑(jing)0.53mm;結構類(lei)型NaCl;配位數(shu)6;有(you)效配位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)2800℃。

電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)制(zhi)造的(de)最(zui)重要過程(cheng)是由各(ge)種(zhong)(zhong)鎂(mei)質(zhi)原料(liao)，通過各(ge)種(zhong)(zhong)形式(shi)的(de)加熱方法(fa)(fa)產(chan)(chan)生(sheng)高(gao)(gao)溫使(shi)鎂(mei)質(zhi)材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)(rong)化，變(bian)成氧(yang)化鎂(mei)熔(rong)(rong)(rong)體。要使(shi)氧(yang)化鎂(mei)熔(rong)(rong)(rong)融，必須消耗(hao)大量的(de)熱能(neng)，以克服離子間(jian)的(de)引(yin)力。通過強大電弧產(chan)(chan)生(sheng)高(gao)(gao)溫而熔(rong)(rong)(rong)化氧(yang)化鎂(mei)的(de)方法(fa)(fa)叫做電弧熔(rong)(rong)(rong)融法(fa)(fa)。這個融化過程(cheng)一般包(bao)括熱的(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)(rong)化、析晶(jing)、晶(jing)體長大等一系(xi)列物理化學變(bian)化的(de)過程(cheng)。

①脫水(shui)過(guo)程(cheng)。用水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)作原料(liao)有一脫水(shui)過(guo)程(cheng)。水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的主(zhu)要成分是(shi)氫氧化鎂(mei)(mei)(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程。用菱鎂礦(kuang)(kuang)作(zuo)為原料(liao)時有一個脫碳過程，脫碳過程包括兩個方面。一方面是菱鎂礦(kuang)(kuang)石的熱分解，菱鎂礦(kuang)(kuang)石的主要成分是碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面，由于在(zai)電熔過程(cheng)中往(wang)往(wang)在(zai)原(yuan)料氧化鎂中加入石(shi)墨(mo)(mo)粉末添加物(wu)(助(zhu)劑)，在(zai)電熔爐起(qi)動過程(cheng)中需在(zai)三電極(石(shi)墨(mo)(mo)電極)的下端用石(shi)墨(mo)(mo)粉末鋪成三角(jiao)形(xing)或星(xing)形(xing)導線路，在(zai)通電過程(cheng)中受熱(re)燒損或完全燃(ran)燒除去石(shi)墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過程。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過程即氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂中(zhong)鎂離子和氧(yang)離子在強電(dian)弧產生(sheng)(sheng)(sheng)的熱(re)(re)(re)能(neng)(neng)(neng)(neng)作用(yong)下，克服(fu)單晶(jing)體中(zhong)的晶(jing)格能(neng)(neng)(neng)(neng)的束縛，變成(cheng)(cheng)能(neng)(neng)(neng)(neng)自由(you)運動的過程。也就是說，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂加熱(re)(re)(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)點)就會由(you)固體變成(cheng)(cheng)液(ye)體，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)。在這一過程中(zhong)需消(xiao)耗(hao)大(da)量的電(dian)能(neng)(neng)(neng)(neng)。據(ju)(ju)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂生(sheng)(sheng)(sheng)產者對(dui)用(yong)水鎂石(shi)作原料(liao)生(sheng)(sheng)(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂的熱(re)(re)(re)平衡的衡算，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)的比例如下：氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂晶(jing)體生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散(san)(san)砂生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻(que)水耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻(que)爐(lu)殼的水耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)子表面散(san)(san)熱(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)(neng)(neng)損失值(zhi)3.2%，從這些統計數據(ju)(ju)可(ke)以看出，在電(dian)熔(rong)(rong)