電(dian)弧(hu)熔爐生產電(dian)熔氧化鎂的工藝流程主(zhu)要包括(kuo)：原料配料、電(dian)弧(hu)熔融(rong)、破碎、選別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁(ci)選、分類包裝等。

(1)原料

我國有(you)豐(feng)富的(de)(de)優(you)質菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石，氧化鎂(mei)(mei)含量高，又(you)易于開采，因此，被廣泛用作電熔氧化鎂(mei)(mei)的(de)(de)原料(liao)。采用菱(ling)鎂(mei)(mei)石作原料(liao)，碳酸(suan)鎂(mei)(mei)分解產生CO2氣體(ti)，由于有(you)大量氣體(ti)從爐內排出(chu)影響著電熔過程(cheng)的(de)(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)鎂的結晶(jing)帶(dai)的形成均有不(bu)利影響(xiang)，由于大量塵(chen)料(liao)飛(fei)損，使(shi)物料(liao)損耗和能量消(xiao)耗增(zeng)高，也惡化(hua)了車間生產環境。但(dan)由于優質菱鎂礦石容易獲得，價格(ge)很低(di)廉，所以(yi)，仍是(shi)我國電熔氧化(hua)鎂用得最多最廣(guang)泛(fan)的原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)。菱鎂礦(kuang)石中(zhong)氧化鎂的(de)含量高低和(he)(he)化學(xue)成分直接(jie)影響(xiang)到(dao)電熔(rong)凝氧化鎂的(de)質量，同(tong)時在電熔(rong)過程中(zhong)也直接(jie)影響(xiang)到(dao)電熔(rong)凝氧化鎂得(de)到(dao)的(de)品級比(bi)例，因(yin)此，為了保證電熔(rong)凝氧化鎂的(de)質量和(he)(he)品級比(bi)例，必須對各種(zhong)礦(kuang)石進(jin)行適當(dang)的(de)配(pei)比(bi)后進(jin)行熔(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)石。我國的遼寧省水鎂(mei)(mei)石的礦源(yuan)非常豐富(fu)，水鎂(mei)(mei)石中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦石。它也是一種制造電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的原料，部分地(di)區水鎂(mei)(mei)石的化(hua)學成分見表2。

表(biao)2水鎂(mei)石的(de)化(hua)學(xue)成分(fen)/%

③輕燒氧(yang)化鎂(mei)。以輕燒氧(yang)化鎂(mei)作為(wei)電熔氧(yang)化鎂(mei)原料(liao)，可以使(shi)生產環境得到(dao)改善，可以降低運輸(shu)費用。由(you)于電熔時排出氣體少，成(cheng)分也較(jiao)均勻，對提高電熔氧(yang)化鎂(mei)質量有(you)利。

我國有(you)一(yi)些電(dian)(dian)熔凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以輕燒氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)球料(liao)入爐電(dian)(dian)熔。輕燒氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量達到98%，以此(ci)料(liao)能生產出(chu)白色大結晶電(dian)(dian)熔氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成(cheng)球費用高(gao)，影響(xiang)生產成(cheng)本。目前，有(you)的(de)(de)廠(chang)家采用反(fan)射爐輕燒氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以一(yi)定的(de)(de)粒度加入熔爐電(dian)(dian)熔，電(dian)(dian)熔氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量比用菱鎂(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本又比用球料(liao)作原料(liao)時(shi)便宜(yi)，因而得到了一(yi)定的(de)(de)推廣。

④燒(shao)結(jie)(jie)鎂(mei)(mei)砂。為(wei)了某些(xie)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)特(te)殊(shu)要(yao)求，有時(shi)必(bi)(bi)須在(zai)電(dian)熔(rong)過程中采(cai)用(yong)(yong)燒(shao)結(jie)(jie)鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)(yuan)料，如采(cai)用(yong)(yong)海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)(yuan)料，一般首先利用(yong)(yong)處(chu)理海(hai)水(shui)和石灰乳作(zuo)用(yong)(yong)生產氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方(fang)法也可(ke)以(yi)制得輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(詳(xiang)見工業(ye)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)制取方(fang)法)，采(cai)用(yong)(yong)輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原(yuan)(yuan)料生產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等(deng)研(yan)究認(ren)為(wei)，極(ji)少量(liang)的(de)雜(za)質氣體(ti)(ti)(相(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)體(ti)(ti)的(de)雜(za)質，可(ke)明顯影響晶(jing)粒的(de)長大(da)。因為(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)用(yong)(yong)在(zai)于(yu)增(zeng)加晶(jing)界運動所需的(de)能量(liang)。當晶(jing)界與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)體(ti)(ti)能量(liang)降(jiang)低，其降(jiang)低量(liang)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)(jie)面積成正比，所以(yi)必(bi)(bi)須提高晶(jing)界能，晶(jing)界才能離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)界與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)(jie)面積相(xiang)(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)界必(bi)(bi)須變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)愈多(duo)，晶(jing)粒長大(da)的(de)極(ji)限尺寸愈小(xiao)。

另(ling)一方面(mian)為了降低電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂的顯氣(qi)孔率(lv)，也應盡量減少原料氧(yang)化鎂的氣(qi)體(ti)排(pai)出，因此，采用燒結鎂砂電(dian)熔(rong)有其顯著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原(yuan)料質(zhi)量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是同原子(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)的量子(zi)(zi)(zi)力學本性如離(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的尺(chi)寸(cun)，離(li)子(zi)(zi)(zi)的電(dian)位數(shu)值，離(li)子(zi)(zi)(zi)的電(dian)子(zi)(zi)(zi)外(wai)層結構(gou)等(deng)相關聯。而(er)氧化(hua)鎂的離(li)子(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)、質(zhi)量和(he)電(dian)荷、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)子(zi)(zi)(zi)之(zhi)間的結合(he)特(te)性和(he)強度、離(li)子(zi)(zi)(zi)的極化(hua)作用、結晶構(gou)造等(deng)決定它(ta)是一(yi)高熔(rong)點化(hua)合(he)物。

氧(yang)化鎂(mei)的熔(rong)點和結(jie)構(gou)(gou)參數：陽離(li)子半徑0.074mm;陰離(li)子半徑0.53mm;結(jie)構(gou)(gou)類型(xing)NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)制造(zao)的(de)(de)最重要過(guo)(guo)程是由各種(zhong)(zhong)鎂(mei)(mei)質原料，通(tong)過(guo)(guo)各種(zhong)(zhong)形式的(de)(de)加熱(re)(re)方法(fa)(fa)產(chan)生(sheng)高溫使鎂(mei)(mei)質材料(MgO)熔化，變成氧(yang)化鎂(mei)(mei)熔體。要使氧(yang)化鎂(mei)(mei)熔融，必須消(xiao)耗大量的(de)(de)熱(re)(re)能，以(yi)克服離子間的(de)(de)引(yin)力。通(tong)過(guo)(guo)強大電弧產(chan)生(sheng)高溫而熔化氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)方法(fa)(fa)叫做電弧熔融法(fa)(fa)。這(zhe)個融化過(guo)(guo)程一般包括熱(re)(re)的(de)(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔化、析晶、晶體長大等一系(xi)列物理化學變化的(de)(de)過(guo)(guo)程。

①脫水過程(cheng)。用水鎂石(shi)作原料(liao)有一(yi)脫水過程(cheng)。水鎂石(shi)的主要(yao)成分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過程(cheng)(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)(mei)礦作(zuo)為原料時有一個(ge)脫(tuo)碳過程(cheng)(cheng)，脫(tuo)碳過程(cheng)(cheng)包括(kuo)兩個(ge)方面(mian)。一方面(mian)是菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)的熱分解，菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)的主要(yao)成分是碳酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由(you)于在(zai)(zai)電熔過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)(zai)原料氧(yang)化鎂中(zhong)加(jia)入石墨(mo)粉末(mo)添加(jia)物(助劑)，在(zai)(zai)電熔爐起動(dong)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)需在(zai)(zai)三電極(石墨(mo)電極)的下端用石墨(mo)粉末(mo)鋪成三角形或星形導線路，在(zai)(zai)通電過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)受熱燒(shao)損或完(wan)全燃燒(shao)除去(qu)石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)過(guo)程。熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)過(guo)程即氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)(zhong)鎂(mei)(mei)離子(zi)和氧(yang)離子(zi)在(zai)強電(dian)弧產(chan)生(sheng)的(de)熱(re)(re)能(neng)作(zuo)用下，克服單晶(jing)(jing)體中(zhong)(zhong)的(de)晶(jing)(jing)格(ge)能(neng)的(de)束縛，變(bian)成(cheng)能(neng)自由(you)運(yun)動的(de)過(guo)程。也就(jiu)是說，氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)到一(yi)定溫度(熔(rong)(rong)(rong)(rong)點)就(jiu)會由(you)固體變(bian)成(cheng)液體，叫熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)。在(zai)這(zhe)一(yi)過(guo)程中(zhong)(zhong)需消(xiao)耗(hao)大量的(de)電(dian)能(neng)。據電(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)產(chan)者對用水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)作(zuo)原料(liao)生(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)熱(re)(re)平衡(heng)的(de)衡(heng)算，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)的(de)比(bi)例如下：氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)(jing)體生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)值34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)值15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)耗(hao)值3.0%，冷卻水(shui)(shui)耗(hao)熱(re)(re)值8.4%，冷卻爐殼的(de)水(shui)(shui)耗(hao)熱(re)(re)值7.9%，爐子(zi)表面(mian)散熱(re)(re)值6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)(re)值28.8%。電(dian)能(neng)損(sun)失值3.2%，從這(zhe)些統計數據可以看出，在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)