電(dian)弧(hu)熔(rong)爐生產電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)的工藝流程(cheng)主要包括(kuo)：原料配料、電(dian)弧(hu)熔(rong)融、破(po)碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分(fen)類包裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有豐富的優質菱鎂(mei)礦石(shi)(shi)，氧化鎂(mei)含量(liang)高，又易于(yu)開采(cai)(cai)，因此，被(bei)廣(guang)泛(fan)用作電熔氧化鎂(mei)的原料。采(cai)(cai)用菱鎂(mei)石(shi)(shi)作原料，碳(tan)酸鎂(mei)分解產生CO2氣體，由于(yu)有大量(liang)氣體從爐內(nei)排出影響著電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)的結晶(jing)帶(dai)的形成均有不利影響，由于(yu)大量(liang)塵料(liao)飛損(sun)，使物料(liao)損(sun)耗(hao)和能(neng)量(liang)消(xiao)耗(hao)增高(gao)，也惡(e)化(hua)了(le)車間生(sheng)產(chan)環境。但由于(yu)優質菱鎂(mei)礦石容易獲得(de)(de)，價格很低(di)廉，所以(yi)，仍是我國(guo)電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)用(yong)得(de)(de)最(zui)多最(zui)廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)中(zhong)氧化鎂(mei)(mei)的含量高低和化學(xue)成分(fen)直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)(mei)的質量，同(tong)時在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)過程(cheng)中(zhong)也(ye)直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)(mei)得到(dao)的品(pin)級(ji)比例(li)，因(yin)此，為了保證電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)(mei)的質量和品(pin)級(ji)比例(li)，必須對各種(zhong)礦(kuang)石(shi)進(jin)行(xing)適當的配比后(hou)進(jin)行(xing)熔(rong)(rong)煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)。我國的遼寧省(sheng)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)的礦(kuang)源非(fei)常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)中(zhong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)。它也是一種制造電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的原料，部分地區水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)的化(hua)學成(cheng)分見表2。

表2水鎂(mei)石的化(hua)學成分(fen)/%

③輕(qing)燒氧化鎂(mei)(mei)。以(yi)(yi)輕(qing)燒氧化鎂(mei)(mei)作為電熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)原料(liao)，可以(yi)(yi)使生(sheng)產環境得到改善，可以(yi)(yi)降低運(yun)輸費用。由于(yu)電熔(rong)時排出氣體(ti)少，成分也(ye)較(jiao)均勻，對提高電熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)質量有利。

我國(guo)有一些電熔(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂以輕燒(shao)氧化(hua)鎂制成(cheng)球(qiu)(qiu)料(liao)(liao)入爐電熔(rong)(rong)(rong)。輕燒(shao)氧化(hua)鎂的(de)氧化(hua)鎂含(han)量達到(dao)98%，以此(ci)料(liao)(liao)能生(sheng)產(chan)出白(bai)色大結晶電熔(rong)(rong)(rong)氧化(hua)鎂。但由(you)于(yu)成(cheng)球(qiu)(qiu)費用高，影響生(sheng)產(chan)成(cheng)本。目前，有的(de)廠(chang)家采用反射爐輕燒(shao)氧化(hua)鎂，以一定(ding)的(de)粒度加入熔(rong)(rong)(rong)爐電熔(rong)(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)(rong)氧化(hua)鎂的(de)質量比(bi)用菱鎂礦(kuang)石(shi)好(hao)，成(cheng)本又比(bi)用球(qiu)(qiu)料(liao)(liao)作原料(liao)(liao)時便(bian)宜，因(yin)而得到(dao)了一定(ding)的(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了(le)某些電(dian)熔凝(ning)氧化鎂(mei)(mei)的(de)特(te)殊要求，有時必(bi)須(xu)(xu)在電(dian)熔過程中采用(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔原(yuan)(yuan)料(liao)(liao)，如采用(yong)(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔原(yuan)(yuan)料(liao)(liao)，一般首先(xian)利用(yong)(yong)處理(li)海水(shui)和石灰乳作(zuo)用(yong)(yong)生(sheng)產(chan)氫氧化鎂(mei)(mei)，將(jiang)氫氧化鎂(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)成(cheng)輕燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方法(fa)也(ye)可(ke)以制得(de)輕燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)(詳見工業氧化鎂(mei)(mei)的(de)制取方法(fa))，采用(yong)(yong)輕燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原(yuan)(yuan)料(liao)(liao)生(sheng)產(chan)電(dian)熔凝(ning)氧化鎂(mei)(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)，極少(shao)量(liang)(liang)的(de)雜質氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬于(yu)晶(jing)體(ti)的(de)雜質，可(ke)明顯影(ying)響(xiang)晶(jing)粒的(de)長(chang)大(da)。因為(wei)(wei)雜質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)用(yong)(yong)在于(yu)增加晶(jing)界(jie)(jie)(jie)運動所需(xu)的(de)能量(liang)(liang)。當(dang)晶(jing)界(jie)(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)體(ti)能量(liang)(liang)降低，其降低量(liang)(liang)與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積(ji)成(cheng)正比，所以必(bi)須(xu)(xu)提高晶(jing)界(jie)(jie)(jie)能，晶(jing)界(jie)(jie)(jie)才能離(li)開第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動。并且當(dang)晶(jing)界(jie)(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)界(jie)(jie)(jie)必(bi)須(xu)(xu)變形，第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈多，晶(jing)粒長(chang)大(da)的(de)極限(xian)尺寸愈小。

另一方面(mian)為了降低電(dian)熔凝氧(yang)化鎂的(de)顯(xian)氣(qi)(qi)孔率(lv)，也應盡量減少原料(liao)氧(yang)化鎂的(de)氣(qi)(qi)體(ti)排(pai)出(chu)，因此，采用燒結(jie)鎂砂電(dian)熔有其顯(xian)著優點(dian)。

⑤電熔氧化鎂(mei)單晶的(de)化學原料(liao)質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原子(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)量子(zi)(zi)力學(xue)本(ben)性(xing)如離(li)子(zi)(zi)半徑(jing)的(de)(de)(de)(de)尺(chi)寸，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)位(wei)數(shu)值(zhi)，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)外層結(jie)構等(deng)相關聯。而氧化(hua)鎂的(de)(de)(de)(de)離(li)子(zi)(zi)尺(chi)寸、質量和(he)(he)電(dian)(dian)荷、陽離(li)子(zi)(zi)和(he)(he)陰離(li)子(zi)(zi)之間的(de)(de)(de)(de)結(jie)合(he)特性(xing)和(he)(he)強(qiang)度、離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)極化(hua)作用、結(jie)晶構造等(deng)決定它(ta)是一(yi)高熔(rong)點化(hua)合(he)物。

氧化鎂的(de)熔點(dian)和結構參(can)數(shu)(shu)：陽(yang)離子半(ban)徑0.074mm;陰(yin)離子半(ban)徑0.53mm;結構類型NaCl;配位數(shu)(shu)6;有效配位數(shu)(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)制(zhi)造的(de)最重要(yao)過(guo)程(cheng)是(shi)由各(ge)種(zhong)鎂(mei)質原料(liao)(liao)，通(tong)過(guo)各(ge)種(zhong)形式的(de)加(jia)熱方法(fa)產(chan)生高(gao)(gao)溫(wen)使鎂(mei)質材料(liao)(liao)(MgO)熔(rong)化，變成(cheng)氧(yang)化鎂(mei)熔(rong)體(ti)。要(yao)使氧(yang)化鎂(mei)熔(rong)融，必(bi)須(xu)消耗大量的(de)熱能(neng)，以克服離子間(jian)的(de)引力。通(tong)過(guo)強大電弧產(chan)生高(gao)(gao)溫(wen)而熔(rong)化氧(yang)化鎂(mei)的(de)方法(fa)叫做電弧熔(rong)融法(fa)。這個融化過(guo)程(cheng)一(yi)般包括(kuo)熱的(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)化、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)長大等一(yi)系列(lie)物理化學變化的(de)過(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)過(guo)(guo)程(cheng)。用水(shui)鎂石作原料(liao)有一脫水(shui)過(guo)(guo)程(cheng)。水(shui)鎂石的主要成(cheng)分是氫(qing)氧化鎂Mg(OH)2。其(qi)脫水(shui)過(guo)(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)程。用菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)作為原料(liao)時有一(yi)個脫碳過(guo)程，脫碳過(guo)程包括兩(liang)個方(fang)面。一(yi)方(fang)面是(shi)菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)的熱(re)分解，菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)的主要成分是(shi)碳酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方(fang)面(mian)，由于在(zai)(zai)(zai)(zai)電(dian)熔過(guo)(guo)程中(zhong)往往在(zai)(zai)(zai)(zai)原料氧化(hua)鎂中(zhong)加(jia)入石(shi)(shi)(shi)墨粉(fen)末添(tian)加(jia)物(助劑)，在(zai)(zai)(zai)(zai)電(dian)熔爐起(qi)動過(guo)(guo)程中(zhong)需在(zai)(zai)(zai)(zai)三電(dian)極(石(shi)(shi)(shi)墨電(dian)極)的下(xia)端用石(shi)(shi)(shi)墨粉(fen)末鋪成三角(jiao)形(xing)(xing)或星(xing)形(xing)(xing)導線路，在(zai)(zai)(zai)(zai)通電(dian)過(guo)(guo)程中(zhong)受熱(re)燒損(sun)或完全燃燒除(chu)去石(shi)(shi)(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化過(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)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(qiang)電(dian)弧(hu)產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)能(neng)作(zuo)用下(xia)，克(ke)服單晶體中(zhong)的(de)(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)(de)束縛，變成能(neng)自(zi)由運動的(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)。也就是說，氧(yang)化鎂(mei)加熱(re)(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)點)就會由固(gu)體變成液體，叫熔(rong)(rong)化。在這一過(guo)程(cheng)中(zhong)需消耗(hao)大量的(de)(de)(de)電(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)者對用水鎂(mei)石作(zuo)原料生(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)平衡的(de)(de)(de)衡算(suan)，熱(re)(re)消耗(hao)的(de)(de)(de)比例如(ru)下(xia)：氧(yang)化鎂(mei)晶體生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)消耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼的(de)(de)(de)水耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面(mian)散熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統(tong)計(ji)數據(ju)可以看出，在電(dian)熔(rong)(rong)