電弧(hu)熔(rong)爐生(sheng)產電熔(rong)氧化(hua)鎂的(de)工藝流(liu)程主要包(bao)括(kuo)：原(yuan)料(liao)配料(liao)、電弧(hu)熔(rong)融(rong)、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我(wo)國有(you)(you)豐富的優質菱鎂(mei)礦石(shi)，氧化鎂(mei)含量高，又(you)易于開采，因此，被廣泛用(yong)作(zuo)電熔氧化鎂(mei)的原料(liao)。采用(yong)菱鎂(mei)石(shi)作(zuo)原料(liao)，碳酸(suan)鎂(mei)分(fen)解(jie)產生(sheng)CO2氣體(ti)，由于有(you)(you)大(da)量氣體(ti)從爐內(nei)排出影響著電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧化鎂的結(jie)晶帶的形成均有不利影響，由于大量塵料飛(fei)損(sun)(sun)，使物料損(sun)(sun)耗和能量消耗增高(gao)，也惡(e)化了車間生產(chan)環境。但由于優質菱鎂礦石容(rong)易獲得，價格很低廉，所以，仍是我國電(dian)熔氧化鎂用得最(zui)(zui)多(duo)最(zui)(zui)廣泛(fan)的原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)礦石中氧(yang)(yang)化鎂(mei)的含量高(gao)低和(he)(he)化學成分直(zhi)(zhi)接(jie)影響到電(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)的質量，同時在電(dian)(dian)熔過程(cheng)中也(ye)直(zhi)(zhi)接(jie)影響到電(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)得到的品級(ji)比例，因此，為了保證電(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)的質量和(he)(he)品級(ji)比例，必須對各(ge)種礦石進行(xing)適當(dang)的配(pei)比后進行(xing)熔煉。

②水(shui)鎂石(shi)(shi)。我(wo)國(guo)的(de)遼寧(ning)省水(shui)鎂石(shi)(shi)的(de)礦(kuang)源(yuan)非常豐富，水(shui)鎂石(shi)(shi)中氧化鎂含量高于菱鎂礦(kuang)石(shi)(shi)。它也是一種制造電熔凝氧化鎂的(de)原(yuan)料(liao)，部(bu)分地區水(shui)鎂石(shi)(shi)的(de)化學成分見表2。

表2水鎂石的化學成(cheng)分(fen)/%

③輕燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)。以(yi)輕燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)作為電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)原料(liao)，可以(yi)使生產環境得到(dao)改善，可以(yi)降低運輸費用。由于(yu)電(dian)熔時排出(chu)氣(qi)體(ti)少(shao)，成分也較(jiao)均勻(yun)，對提高電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)質量有利。

我國(guo)有一(yi)些電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制成(cheng)球料(liao)入(ru)爐電(dian)熔(rong)(rong)。輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量(liang)達到98%，以此料(liao)能生產出(chu)白色大(da)結晶電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但(dan)由于成(cheng)球費用高，影(ying)響生產成(cheng)本(ben)(ben)。目前，有的(de)廠家采(cai)用反射爐輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以一(yi)定的(de)粒度加入(ru)熔(rong)(rong)爐電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量(liang)比用菱鎂(mei)礦石好，成(cheng)本(ben)(ben)又比用球料(liao)作原(yuan)料(liao)時便宜，因(yin)而得(de)到了(le)一(yi)定的(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)(sha)。為(wei)(wei)了某些電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特殊要求，有時必(bi)須(xu)在電(dian)熔過程(cheng)中(zhong)采用燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔原料(liao)，如采用海水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔原料(liao)，一般首(shou)先利用處理海水(shui)和(he)石灰乳作(zuo)用生(sheng)產(chan)氫(qing)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成輕(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用其(qi)他方法也可以制(zhi)(zhi)得輕(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工(gong)業氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制(zhi)(zhi)取(qu)方法)，采用輕(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原料(liao)生(sheng)產(chan)電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等(deng)研(yan)究(jiu)認(ren)為(wei)(wei)，極(ji)少量(liang)的(de)(de)雜(za)質(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬(shu)于(yu)晶(jing)體(ti)的(de)(de)雜(za)質(zhi)，可明顯影響(xiang)晶(jing)粒(li)的(de)(de)長大。因為(wei)(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用在于(yu)增加晶(jing)界(jie)運(yun)(yun)動所需(xu)的(de)(de)能量(liang)。當晶(jing)界(jie)與(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)體(ti)能量(liang)降(jiang)低，其(qi)降(jiang)低量(liang)與(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面積成正比(bi)，所以必(bi)須(xu)提高晶(jing)界(jie)能，晶(jing)界(jie)才(cai)能離開第二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續運(yun)(yun)動。并且當晶(jing)界(jie)與(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面積相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)晶(jing)界(jie)必(bi)須(xu)變形，第二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈(yu)多，晶(jing)粒(li)長大的(de)(de)極(ji)限尺寸愈(yu)小。

另一(yi)方面為了(le)降低電熔凝(ning)氧化(hua)鎂的(de)顯(xian)(xian)氣(qi)孔率，也應盡量(liang)減少原料氧化(hua)鎂的(de)氣(qi)體排出(chu)，因此(ci)，采(cai)用燒結鎂砂(sha)電熔有其(qi)顯(xian)(xian)著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原料質量要(yao)求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特性是同原子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)力學(xue)本性如(ru)離(li)子(zi)(zi)半(ban)徑的(de)(de)尺(chi)寸(cun)，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)位(wei)數值，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)外層結構等相(xiang)關聯(lian)。而氧(yang)化鎂的(de)(de)離(li)子(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)、質量(liang)和(he)電(dian)荷(he)、陽離(li)子(zi)(zi)和(he)陰離(li)子(zi)(zi)之間的(de)(de)結合特性和(he)強度、離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)極化作用、結晶構造等決定它是一(yi)高(gao)熔(rong)點化合物。

氧化鎂的熔點和結構(gou)參(can)數(shu)：陽離(li)子半徑(jing)0.074mm;陰離(li)子半徑(jing)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℃。

電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造(zao)的(de)(de)最重要過(guo)程(cheng)是由(you)各種鎂(mei)(mei)質原料，通過(guo)各種形式的(de)(de)加熱(re)方(fang)法產(chan)生(sheng)高(gao)溫使鎂(mei)(mei)質材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)體。要使氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)融，必須消耗大(da)量的(de)(de)熱(re)能(neng)，以(yi)克(ke)服離子間(jian)的(de)(de)引力。通過(guo)強(qiang)大(da)電弧(hu)產(chan)生(sheng)高(gao)溫而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)方(fang)法叫做電弧(hu)熔(rong)(rong)融法。這個(ge)融化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)一(yi)般包(bao)括熱(re)的(de)(de)傳導(dao)、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體長大(da)等一(yi)系列物(wu)理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)水過(guo)(guo)程。用水鎂石(shi)作原(yuan)料(liao)有(you)一脫(tuo)水過(guo)(guo)程。水鎂石(shi)的主(zhu)要成分是氫氧化(hua)鎂Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)水過(guo)(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程(cheng)。用菱(ling)(ling)鎂(mei)礦作為(wei)原料(liao)時有(you)一個脫碳(tan)過程(cheng)，脫碳(tan)過程(cheng)包括兩(liang)個方面。一方面是菱(ling)(ling)鎂(mei)礦石的熱分(fen)解，菱(ling)(ling)鎂(mei)礦石的主(zhu)要(yao)成分(fen)是碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在電(dian)熔過程中(zhong)往(wang)往(wang)在原(yuan)料氧化鎂中(zhong)加入石墨粉末(mo)添加物(助劑(ji))，在電(dian)熔爐起(qi)動(dong)過程中(zhong)需(xu)在三電(dian)極(石墨電(dian)極)的(de)下端用石墨粉末(mo)鋪成三角(jiao)形(xing)或星形(xing)導線路(lu)，在通(tong)電(dian)過程中(zhong)受熱燒損(sun)或完(wan)全燃(ran)燒除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)鎂中鎂離子和氧(yang)(yang)離子在強電(dian)(dian)弧產生的熱(re)能(neng)作用下，克服單(dan)晶體(ti)中的晶格能(neng)的束縛，變成(cheng)能(neng)自(zi)由(you)運(yun)動的過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。也(ye)就是說，氧(yang)(yang)化(hua)鎂加熱(re)到一定溫(wen)度(du)(熔(rong)(rong)(rong)點)就會由(you)固(gu)體(ti)變成(cheng)液(ye)體(ti)，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)。在這(zhe)(zhe)一過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中需消(xiao)耗(hao)大量的電(dian)(dian)能(neng)。據電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂生產者對(dui)用水(shui)鎂石作原(yuan)料(liao)生產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂的熱(re)平衡的衡算(suan)，熱(re)消(xiao)耗(hao)的比例如下：氧(yang)(yang)化(hua)鎂晶體(ti)生成(cheng)熱(re)消(xiao)耗(hao)值34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)熱(re)值15.3%，散砂生成(cheng)熱(re)耗(hao)值3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)熱(re)值8.4%，冷卻爐(lu)殼(ke)的水(shui)耗(hao)熱(re)值7.9%，爐(lu)子表面(mian)散熱(re)值6.4%，煙氣帶走熱(re)值28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損失值3.2%，從這(zhe)(zhe)些統計(ji)數據可(ke)以看出，在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)