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

(1)原料

我(wo)國有豐富(fu)的(de)優(you)質(zhi)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)，氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量高，又易于開采(cai)，因(yin)此，被廣泛用作(zuo)電熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原料。采(cai)用菱(ling)鎂(mei)(mei)石(shi)作(zuo)原料，碳酸鎂(mei)(mei)分解產生(sheng)CO2氣體，由于有大量氣體從爐內排出影響著(zhu)電熔過程(cheng)的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂的(de)結(jie)晶帶(dai)的(de)形成均有(you)不利影響，由于大量塵料飛(fei)損，使物料損耗和能量消耗增(zeng)高，也惡化了車間生(sheng)產環境。但(dan)由于優質菱鎂礦石容易獲得，價格很低(di)廉(lian)，所以，仍是我國電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂用得最多最廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)。菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石中(zhong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)含量(liang)高(gao)低和化(hua)學成分(fen)直接(jie)影(ying)響(xiang)到電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)，同時(shi)在電熔(rong)過程中(zhong)也直接(jie)影(ying)響(xiang)到電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)得到的(de)品級比例(li)，因(yin)此(ci)，為了保證(zheng)電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)和品級比例(li)，必須對各種礦(kuang)石進行(xing)適當的(de)配(pei)比后(hou)進行(xing)熔(rong)煉(lian)。

②水鎂(mei)石。我(wo)國的(de)(de)遼寧省水鎂(mei)石的(de)(de)礦源非常(chang)豐富(fu)，水鎂(mei)石中氧化(hua)鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦石。它也是一種制造電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)原(yuan)料，部(bu)分地(di)區(qu)水鎂(mei)石的(de)(de)化(hua)學成分見表2。

表2水鎂石的(de)化學成分/%

③輕(qing)燒氧化(hua)鎂。以(yi)輕(qing)燒氧化(hua)鎂作為電(dian)熔氧化(hua)鎂原料，可以(yi)使生產環境得到(dao)改善，可以(yi)降(jiang)低運輸(shu)費用。由(you)于電(dian)熔時排出氣體少，成分也較均勻，對提高電(dian)熔氧化(hua)鎂質量有利。

我(wo)國(guo)有(you)(you)一(yi)些(xie)電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以輕燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成球(qiu)料(liao)入(ru)爐(lu)電(dian)熔。輕燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)達到98%，以此料(liao)能生產出白色(se)大結晶電(dian)熔氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成球(qiu)費(fei)用(yong)高，影響生產成本。目(mu)前，有(you)(you)的(de)(de)廠家采用(yong)反射爐(lu)輕燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以一(yi)定的(de)(de)粒度加入(ru)熔爐(lu)電(dian)熔，電(dian)熔氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量(liang)比(bi)用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石好，成本又比(bi)用(yong)球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜，因(yin)而得(de)到了一(yi)定的(de)(de)推廣。

④燒結鎂(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)(wei)了某些電(dian)(dian)熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)特殊要求，有時(shi)必(bi)須在電(dian)(dian)熔過程中采(cai)用燒結鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)電(dian)(dian)熔原(yuan)料，如采(cai)用海(hai)水鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)電(dian)(dian)熔原(yuan)料，一般首先利(li)用處理海(hai)水和石灰(hui)乳作(zuo)(zuo)用生產氫氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將(jiang)氫氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒成輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用其(qi)(qi)他方法也可(ke)以制得輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)制取方法)，采(cai)用輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)原(yuan)料生產電(dian)(dian)熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉(la)特爾(Ruttere)等(deng)研(yan)究認(ren)為(wei)(wei)(wei)，極(ji)少(shao)量(liang)(liang)(liang)的(de)雜質氣體(相(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)體的(de)雜質，可(ke)明顯影響晶(jing)粒(li)(li)的(de)長(chang)大。因為(wei)(wei)(wei)雜質相(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)(zuo)用在于增(zeng)加晶(jing)界(jie)(jie)運(yun)動所(suo)需的(de)能量(liang)(liang)(liang)。當晶(jing)界(jie)(jie)與第(di)(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)體能量(liang)(liang)(liang)降低(di)(di)，其(qi)(qi)降低(di)(di)量(liang)(liang)(liang)與第(di)(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)(jie)面積(ji)成正(zheng)比，所(suo)以必(bi)須提高(gao)晶(jing)界(jie)(jie)能，晶(jing)界(jie)(jie)才能離開第(di)(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并且當晶(jing)界(jie)(jie)與第(di)(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與第(di)(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)(jie)面積(ji)相(xiang)(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)界(jie)(jie)必(bi)須變形，第(di)(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)(liang)愈(yu)(yu)多，晶(jing)粒(li)(li)長(chang)大的(de)極(ji)限尺寸愈(yu)(yu)小。

另一方面為了降低電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的顯氣孔(kong)率，也應盡量減少(shao)原料氧化(hua)鎂(mei)(mei)的氣體排出，因(yin)此，采用燒結鎂(mei)(mei)砂電熔(rong)(rong)有其(qi)顯著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的(de)化學原(yuan)料質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是(shi)同原子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的量子(zi)(zi)力學本性(xing)如離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)半徑(jing)的尺(chi)寸，離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)的電位(wei)數值，離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)的電子(zi)(zi)外(wai)層結構等相關(guan)聯(lian)。而氧化鎂(mei)的離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)尺(chi)寸、質(zhi)量和(he)電荷(he)、陽離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)之間的結合特(te)性(xing)和(he)強度、離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)的極(ji)化作用(yong)、結晶(jing)構造等決定它是(shi)一高熔點化合物。

氧(yang)化(hua)鎂的熔點和結(jie)構參數(shu)：陽離子(zi)半(ban)(ban)徑(jing)0.074mm;陰離子(zi)半(ban)(ban)徑(jing)0.53mm;結(jie)構類(lei)型NaCl;配(pei)位數(shu)6;有效配(pei)位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制(zhi)造(zao)的最重(zhong)要過(guo)程是由各種鎂(mei)(mei)質(zhi)原料(liao)，通過(guo)各種形式的加熱(re)方法(fa)產生(sheng)高溫使鎂(mei)(mei)質(zhi)材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)體(ti)。要使氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)融(rong)，必須消耗大(da)(da)量的熱(re)能，以克服離子間的引力。通過(guo)強大(da)(da)電(dian)(dian)弧產生(sheng)高溫而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的方法(fa)叫做電(dian)(dian)弧熔(rong)(rong)融(rong)法(fa)。這個融(rong)化(hua)(hua)過(guo)程一(yi)般(ban)包括熱(re)的傳(chuan)導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)、析(xi)晶(jing)、晶(jing)體(ti)長大(da)(da)等一(yi)系列物(wu)理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的過(guo)程。

①脫(tuo)水過(guo)程(cheng)。用(yong)水鎂石作(zuo)原料有一脫(tuo)水過(guo)程(cheng)。水鎂石的主(zhu)要成分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水過(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)過(guo)程(cheng)。用菱鎂礦作(zuo)為原(yuan)料(liao)時有一個(ge)脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)過(guo)程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)過(guo)程(cheng)包括兩個(ge)方(fang)面(mian)。一方(fang)面(mian)是(shi)菱鎂礦石(shi)(shi)的熱分(fen)解，菱鎂礦石(shi)(shi)的主要成分(fen)是(shi)碳(tan)(tan)(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由(you)于在(zai)電(dian)熔(rong)過(guo)程(cheng)中往往在(zai)原料(liao)氧化(hua)鎂中加入石(shi)墨(mo)粉(fen)末(mo)添加物(wu)(助劑)，在(zai)電(dian)熔(rong)爐起(qi)動(dong)過(guo)程(cheng)中需在(zai)三(san)電(dian)極(石(shi)墨(mo)電(dian)極)的下端(duan)用石(shi)墨(mo)粉(fen)末(mo)鋪成(cheng)三(san)角形(xing)或星(xing)形(xing)導(dao)線路，在(zai)通電(dian)過(guo)程(cheng)中受(shou)熱燒損或完(wan)全(quan)燃燒除(chu)去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化過(guo)程(cheng)。熔化過(guo)程(cheng)即氧(yang)化鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子(zi)和(he)氧(yang)離子(zi)在強電(dian)弧產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)(re)能(neng)作用下，克服單晶(jing)體(ti)(ti)中(zhong)的(de)(de)晶(jing)格能(neng)的(de)(de)束(shu)縛(fu)，變成(cheng)能(neng)自由(you)運動(dong)的(de)(de)過(guo)程(cheng)。也就(jiu)是說，氧(yang)化鎂(mei)加熱(re)(re)(re)到一定溫度(熔點)就(jiu)會由(you)固體(ti)(ti)變成(cheng)液體(ti)(ti)，叫(jiao)熔化。在這一過(guo)程(cheng)中(zhong)需消(xiao)耗(hao)大量的(de)(de)電(dian)能(neng)。據電(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)生(sheng)產(chan)(chan)者對用水(shui)鎂(mei)石(shi)作原料(liao)生(sheng)產(chan)(chan)電(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡(heng)(heng)的(de)(de)衡(heng)(heng)算(suan)，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)的(de)(de)比例如(ru)下：氧(yang)化鎂(mei)晶(jing)體(ti)(ti)生(sheng)成(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%，散砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼的(de)(de)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表面(mian)散熱(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失值(zhi)3.2%，從(cong)這些統計數據可(ke)以看出，在電(dian)熔