電(dian)(dian)弧熔(rong)爐生產電(dian)(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂的工藝流(liu)程主要包(bao)括：原料配料、電(dian)(dian)弧熔(rong)融(rong)、破碎、選別、粉碎、篩別、磁(ci)選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富(fu)的(de)優質菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)，氧化鎂(mei)(mei)含量(liang)高，又易于(yu)開采，因此，被廣泛(fan)用作電熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)的(de)原料。采用菱鎂(mei)(mei)石(shi)作原料，碳(tan)酸鎂(mei)(mei)分解產生CO2氣(qi)體，由于(yu)有大量(liang)氣(qi)體從爐內排出影(ying)響著(zhu)電熔(rong)過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂的結晶帶(dai)的形成(cheng)均有(you)不利影響(xiang)，由(you)于大量(liang)塵料(liao)飛(fei)損(sun)，使物料(liao)損(sun)耗(hao)和(he)能(neng)量(liang)消耗(hao)增高，也惡化了車間生(sheng)產環境。但由(you)于優質(zhi)菱鎂礦石容易獲得，價格很低廉，所(suo)以，仍是(shi)我國電熔氧化鎂用得最(zui)多最(zui)廣(guang)泛的原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石中氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)含量高(gao)低和(he)(he)化學成(cheng)分直(zhi)接影響到電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)質(zhi)量，同時(shi)在電熔(rong)過程中也直(zhi)接影響到電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)得到的(de)(de)品級比(bi)例(li)，因此，為(wei)了保證電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)質(zhi)量和(he)(he)品級比(bi)例(li)，必須對(dui)各種礦(kuang)石進(jin)行適當的(de)(de)配比(bi)后(hou)進(jin)行熔(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)石(shi)。我(wo)國的(de)遼(liao)寧(ning)省(sheng)水鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)礦源非常豐(feng)富，水鎂(mei)(mei)石(shi)中氧(yang)化鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)。它也(ye)是一種制造電(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)原料(liao)，部分(fen)地區水鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)化學成分(fen)見表2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)。以(yi)輕燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)作為電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧化鎂(mei)(mei)原料(liao)，可以(yi)使(shi)生產環境得到改善，可以(yi)降低運輸(shu)費用。由于電(dian)(dian)熔(rong)(rong)時排(pai)出氣體少，成分(fen)也(ye)較(jiao)均(jun)勻，對(dui)提(ti)高電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧化鎂(mei)(mei)質量有利。

我國(guo)有(you)一些(xie)電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成球料入(ru)爐(lu)電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)。輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)達到98%，以此料能生(sheng)產(chan)出(chu)白色大結晶電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成球費用(yong)高，影響生(sheng)產(chan)成本。目前，有(you)的(de)廠家采(cai)用(yong)反射爐(lu)輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以一定的(de)粒度(du)加(jia)入(ru)熔(rong)(rong)爐(lu)電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)比(bi)用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石好，成本又比(bi)用(yong)球料作原料時便(bian)宜(yi)，因而得到了一定的(de)推廣(guang)。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂。為了某(mou)些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的特殊要求，有時必(bi)須在電(dian)熔(rong)(rong)過程中采(cai)用(yong)(yong)(yong)燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為電(dian)熔(rong)(rong)原料(liao)(liao)，如采(cai)用(yong)(yong)(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為電(dian)熔(rong)(rong)原料(liao)(liao)，一般首先(xian)利用(yong)(yong)(yong)處理海(hai)水和石(shi)灰乳作(zuo)用(yong)(yong)(yong)生產氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)成輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)(yong)其他方法也(ye)可(ke)以(yi)制得輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的制取方法)，采(cai)用(yong)(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為原料(liao)(liao)生產電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究認(ren)為，極少量的雜(za)(za)質氣體(ti)(ti)(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)體(ti)(ti)的雜(za)(za)質，可(ke)明顯影響晶(jing)粒的長(chang)大(da)。因為雜(za)(za)質相(xiang)(xiang)的作(zuo)用(yong)(yong)(yong)在于增加(jia)晶(jing)界(jie)(jie)運(yun)動所需的能(neng)量。當晶(jing)界(jie)(jie)與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)體(ti)(ti)能(neng)量降低，其降低量與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)橫(heng)截面(mian)積成正比，所以(yi)必(bi)須提高晶(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)(jie)才(cai)能(neng)離開(kai)第(di)二相(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并且當晶(jing)界(jie)(jie)與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)橫(heng)截面(mian)積相(xiang)(xiang)等的晶(jing)界(jie)(jie)必(bi)須變(bian)形，第(di)二相(xiang)(xiang)數量愈多，晶(jing)粒長(chang)大(da)的極限尺寸愈小。

另(ling)一(yi)方面為了降低電(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)的顯氣孔率，也應盡量減少(shao)原(yuan)料(liao)氧(yang)化鎂(mei)的氣體排出，因此(ci)，采用燒(shao)結(jie)鎂(mei)砂電(dian)熔有其顯著優點(dian)。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特性(xing)是同原子(zi)(zi)和(he)(he)分(fen)子(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)力學本(ben)性(xing)如離(li)(li)子(zi)(zi)半徑(jing)的(de)尺寸(cun)，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電(dian)位數值，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電(dian)子(zi)(zi)外層結(jie)構等(deng)相(xiang)關聯。而氧化鎂的(de)離(li)(li)子(zi)(zi)尺寸(cun)、質量和(he)(he)電(dian)荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)和(he)(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)之間(jian)的(de)結(jie)合特性(xing)和(he)(he)強度(du)、離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)極化作用、結(jie)晶構造等(deng)決定它(ta)是一高(gao)熔點化合物(wu)。

氧化鎂的熔(rong)點和結(jie)構參數(shu)：陽離子(zi)半徑0.074mm;陰離子(zi)半徑0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配(pei)(pei)位數(shu)6;有(you)效配(pei)(pei)位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂制造(zao)的(de)(de)最重要過(guo)(guo)程(cheng)是由(you)各種鎂質原料，通過(guo)(guo)各種形(xing)式的(de)(de)加熱方(fang)法產(chan)生高(gao)溫使鎂質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)體。要使氧化(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)融(rong)，必須消耗大(da)(da)(da)量(liang)的(de)(de)熱能，以克服離子間的(de)(de)引力。通過(guo)(guo)強大(da)(da)(da)電弧產(chan)生高(gao)溫而(er)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)方(fang)法叫做電弧熔(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)一(yi)般包(bao)括熱的(de)(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳(tan)、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體長大(da)(da)(da)等一(yi)系列物理化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)過(guo)程。用水(shui)鎂石作原料有一脫水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂石的主要成分是(shi)氫氧化(hua)鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)碳過程(cheng)(cheng)。用菱鎂(mei)礦(kuang)作為(wei)原(yuan)料時(shi)有一個脫(tuo)(tuo)碳過程(cheng)(cheng)，脫(tuo)(tuo)碳過程(cheng)(cheng)包括兩個方面(mian)。一方面(mian)是(shi)菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)的熱分解，菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)的主要成分是(shi)碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在電(dian)熔過(guo)(guo)程中(zhong)往(wang)往(wang)在原料氧化(hua)鎂(mei)中(zhong)加入石墨粉末添加物(助劑)，在電(dian)熔爐(lu)起動(dong)過(guo)(guo)程中(zhong)需在三(san)電(dian)極(石墨電(dian)極)的下(xia)端用石墨粉末鋪(pu)成三(san)角形(xing)或星形(xing)導線路，在通電(dian)過(guo)(guo)程中(zhong)受熱(re)燒損或完全燃燒除(chu)去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化過程。熔(rong)(rong)(rong)化過程即氧(yang)(yang)化鎂中鎂離子(zi)和氧(yang)(yang)離子(zi)在(zai)強電(dian)弧(hu)產生的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)作用下(xia)，克服單晶(jing)體(ti)中的(de)(de)晶(jing)格能(neng)的(de)(de)束縛，變(bian)成能(neng)自由運動(dong)的(de)(de)過程。也就是說，氧(yang)(yang)化鎂加熱(re)(re)(re)(re)到一(yi)定溫度(熔(rong)(rong)(rong)點)就會由固(gu)體(ti)變(bian)成液(ye)體(ti)，叫熔(rong)(rong)(rong)化。在(zai)這一(yi)過程中需(xu)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)大量的(de)(de)電(dian)能(neng)。據電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂生產者(zhe)對用水(shui)(shui)(shui)鎂石作原料生產電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)的(de)(de)比(bi)例如下(xia)：氧(yang)(yang)化鎂晶(jing)體(ti)生成熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生成熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水(shui)(shui)(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐(lu)殼的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表(biao)面散熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統(tong)計數據可以看(kan)出(chu)，在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)