電(dian)弧(hu)熔爐生產電(dian)熔氧化鎂的(de)工藝(yi)流程主要(yao)包(bao)括：原料配料、電(dian)弧(hu)熔融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁(ci)選、分類(lei)包(bao)裝(zhuang)等。

(1)原料

我國(guo)有豐富的優(you)質(zhi)菱鎂礦石(shi)，氧化鎂含量高，又易于開采(cai)，因(yin)此，被(bei)廣泛用作(zuo)電熔氧化鎂的原(yuan)(yuan)料。采(cai)用菱鎂石(shi)作(zuo)原(yuan)(yuan)料，碳酸(suan)鎂分解產(chan)生CO2氣(qi)體，由(you)于有大量氣(qi)體從爐內排出(chu)影響(xiang)著電熔過程的進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂的(de)結(jie)晶帶的(de)形成均有不利影(ying)響，由于(yu)大量塵料(liao)飛(fei)損(sun)，使物料(liao)損(sun)耗和(he)能(neng)量消耗增高，也惡(e)化(hua)了車(che)間生產環(huan)境(jing)。但由于(yu)優(you)質菱鎂礦石容易(yi)獲得，價格很低廉(lian)，所以，仍是我(wo)國電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂用得最多最廣(guang)泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)。菱鎂礦(kuang)石中(zhong)氧化(hua)鎂的含量高低和化(hua)學成分直接影(ying)響(xiang)到(dao)電熔凝(ning)氧化(hua)鎂的質(zhi)量，同時在(zai)電熔過(guo)程(cheng)中(zhong)也直接影(ying)響(xiang)到(dao)電熔凝(ning)氧化(hua)鎂得(de)到(dao)的品級(ji)比(bi)例，因此，為了(le)保證電熔凝(ning)氧化(hua)鎂的質(zhi)量和品級(ji)比(bi)例，必須對各種礦(kuang)石進(jin)行適當的配比(bi)后進(jin)行熔煉。

②水鎂石(shi)。我國(guo)的(de)遼寧(ning)省(sheng)水鎂石(shi)的(de)礦源非常(chang)豐(feng)富(fu)，水鎂石(shi)中(zhong)氧化(hua)鎂含量(liang)高(gao)于菱鎂礦石(shi)。它也(ye)是(shi)一種制造電熔(rong)凝氧化(hua)鎂的(de)原料，部分地區水鎂石(shi)的(de)化(hua)學(xue)成分見表2。

表2水鎂石(shi)的化學成(cheng)分/%

③輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)。以輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)作(zuo)為電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)原料，可以使生(sheng)產環境得到改善，可以降低運輸費用。由于電(dian)(dian)熔(rong)時排出氣體少，成(cheng)分也較均(jun)勻，對提高電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)質量有利。

我(wo)國有一些(xie)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制成(cheng)球(qiu)料(liao)入爐電(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(sheng)(sheng)產出白色大結晶電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)費用(yong)高，影響生(sheng)(sheng)產成(cheng)本(ben)。目前，有的(de)廠(chang)家(jia)采用(yong)反射爐輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以一定(ding)(ding)的(de)粒度加(jia)入熔(rong)(rong)爐電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)比用(yong)菱鎂(mei)礦石好(hao)，成(cheng)本(ben)又比用(yong)球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜，因而得到了一定(ding)(ding)的(de)推(tui)廣。

④燒結鎂(mei)(mei)砂。為了某(mou)些電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的特殊要(yao)求，有時(shi)必(bi)(bi)須在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)過程中采(cai)(cai)用(yong)燒結鎂(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)(zuo)為電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)原料，如采(cai)(cai)用(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)(zuo)為電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)原料，一般首先利用(yong)處理海水(shui)和(he)石(shi)灰(hui)乳作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)生產氫氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒成輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)其他方法(fa)也可以制得輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工(gong)業氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的制取(qu)方法(fa))，采(cai)(cai)用(yong)輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)(zuo)(zuo)為原料生產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲(si)脫(tuo)(AusT)和(he)拉特爾(er)(Ruttere)等研(yan)究認為，極(ji)少量(liang)(liang)的雜(za)質氣(qi)體(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬(shu)于晶(jing)體的雜(za)質，可明顯影響晶(jing)粒(li)(li)的長(chang)(chang)大。因為雜(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)在于增加晶(jing)界運(yun)動所需的能量(liang)(liang)。當(dang)晶(jing)界與(yu)(yu)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)(yu)時(shi)，晶(jing)體能量(liang)(liang)降(jiang)低(di)(di)，其降(jiang)低(di)(di)量(liang)(liang)與(yu)(yu)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積成正比，所以必(bi)(bi)須提高晶(jing)界能，晶(jing)界才能離(li)開(kai)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并(bing)且當(dang)晶(jing)界與(yu)(yu)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)(yu)時(shi)，與(yu)(yu)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等的晶(jing)界必(bi)(bi)須變形(xing)，第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)(liang)愈多，晶(jing)粒(li)(li)長(chang)(chang)大的極(ji)限尺寸愈小(xiao)。

另(ling)一方(fang)面(mian)為(wei)了降低電熔凝氧化鎂(mei)的(de)顯氣孔(kong)率，也應盡量(liang)減(jian)少原料氧化鎂(mei)的(de)氣體排出，因此(ci)，采用(yong)燒結鎂(mei)砂(sha)電熔有其顯著優點。

⑤電(dian)熔氧(yang)化鎂單晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是同(tong)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)(zi)(zi)的量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)力學本性如離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的尺(chi)寸(cun)，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的電位數值，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的電子(zi)(zi)(zi)(zi)外(wai)層(ceng)結(jie)構等相(xiang)關聯(lian)。而(er)氧化鎂(mei)的離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)、質(zhi)量(liang)(liang)和(he)(he)電荷、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)(he)陰離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)之間的結(jie)合特性和(he)(he)強度、離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的極化作用、結(jie)晶構造等決定它(ta)是一(yi)高熔(rong)點化合物。

氧化鎂的熔點(dian)和結(jie)構參數(shu)：陽離(li)子半徑0.074mm;陰離(li)子半徑0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配(pei)位(wei)數(shu)6;有效配(pei)位(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電(dian)熔凝氧化鎂(mei)制造的(de)(de)(de)(de)最重(zhong)要過(guo)程是由各(ge)種(zhong)鎂(mei)質(zhi)原料，通(tong)過(guo)各(ge)種(zhong)形式的(de)(de)(de)(de)加熱(re)方(fang)法(fa)產(chan)生高溫使鎂(mei)質(zhi)材料(MgO)熔化，變成氧化鎂(mei)熔體。要使氧化鎂(mei)熔融，必須消(xiao)耗大量的(de)(de)(de)(de)熱(re)能，以克(ke)服離子間的(de)(de)(de)(de)引力。通(tong)過(guo)強大電(dian)弧(hu)產(chan)生高溫而熔化氧化鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)叫做電(dian)弧(hu)熔融法(fa)。這個(ge)融化過(guo)程一般包括熱(re)的(de)(de)(de)(de)傳導、脫水、脫碳(tan)、熔化、析晶(jing)、晶(jing)體長大等一系列物理化學(xue)變化的(de)(de)(de)(de)過(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)過(guo)程。用(yong)水(shui)鎂石(shi)作(zuo)原料有(you)一脫(tuo)水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂石(shi)的(de)主(zhu)要成分是氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程(cheng)。用菱鎂(mei)(mei)礦作為原料時有一個脫碳過程(cheng)，脫碳過程(cheng)包括兩(liang)個方(fang)(fang)面。一方(fang)(fang)面是菱鎂(mei)(mei)礦石的熱分解(jie)，菱鎂(mei)(mei)礦石的主要(yao)成(cheng)分是碳酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在電熔(rong)過(guo)程(cheng)中往(wang)(wang)往(wang)(wang)在原料氧化鎂(mei)中加(jia)入石(shi)(shi)墨粉末添加(jia)物(助(zhu)劑)，在電熔(rong)爐(lu)起動(dong)過(guo)程(cheng)中需(xu)在三(san)電極(石(shi)(shi)墨電極)的(de)下端用石(shi)(shi)墨粉末鋪成(cheng)三(san)角形或(huo)星形導線路，在通電過(guo)程(cheng)中受(shou)熱燒損或(huo)完全(quan)燃燒除去石(shi)(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)。熔(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂中(zhong)(zhong)鎂離子(zi)和(he)氧(yang)(yang)離子(zi)在強電(dian)弧產生的(de)熱(re)(re)能作用下(xia)(xia)，克(ke)服(fu)單晶(jing)體(ti)中(zhong)(zhong)的(de)晶(jing)格(ge)能的(de)束縛，變成(cheng)(cheng)能自由運動(dong)的(de)過程(cheng)(cheng)。也就是(shi)說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂加熱(re)(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)點)就會由固體(ti)變成(cheng)(cheng)液(ye)體(ti)，叫熔(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)。在這一過程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)需消(xiao)耗(hao)大(da)量的(de)電(dian)能。據電(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂生產者(zhe)對(dui)用水鎂石作原料生產電(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)熱(re)(re)平衡(heng)(heng)的(de)衡(heng)(heng)算，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)的(de)比(bi)例如下(xia)(xia)：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂晶(jing)體(ti)生成(cheng)(cheng)熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生成(cheng)(cheng)熱(re)(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐殼(ke)的(de)水耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能損失值(zhi)3.2%，從這些統計數據可以看出，在電(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)