電(dian)弧(hu)熔爐(lu)生產電(dian)熔氧化(hua)鎂的工藝(yi)流程主要(yao)包括(kuo)：原料配料、電(dian)弧(hu)熔融、破碎(sui)、選別、粉碎(sui)、篩別、磁選、分類包裝等(deng)。

(1)原料

我國有(you)豐富的(de)(de)優(you)質菱鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量高(gao)，又易于開采(cai)，因此，被廣(guang)泛用作電熔氧化鎂(mei)的(de)(de)原料。采(cai)用菱鎂(mei)石作原料，碳酸鎂(mei)分解(jie)產生CO2氣體，由于有(you)大量氣體從爐內排出(chu)影響著電熔過程的(de)(de)進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔氧化(hua)鎂的(de)結(jie)晶帶(dai)的(de)形(xing)成(cheng)均有不利影(ying)響，由(you)于(yu)大(da)量(liang)塵料飛損，使物料損耗和能量(liang)消耗增高(gao)，也惡化(hua)了車間生產環(huan)境(jing)。但由(you)于(yu)優質菱鎂礦石(shi)容易獲得，價格很低廉，所(suo)以，仍(reng)是我國電熔氧化(hua)鎂用得最(zui)多最(zui)廣泛(fan)的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石(shi)中氧化鎂(mei)的含量高低和化學成(cheng)分直接影響(xiang)到電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)的質量，同時在電(dian)熔(rong)(rong)過程中也直接影響(xiang)到電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)得到的品級比(bi)例，因此，為(wei)了保(bao)證電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)的質量和品級比(bi)例，必須對各種礦石(shi)進行(xing)適當的配比(bi)后進行(xing)熔(rong)(rong)煉。

②水鎂石(shi)。我國(guo)的(de)遼(liao)寧省水鎂石(shi)的(de)礦源非(fei)常豐富，水鎂石(shi)中氧化(hua)鎂含(han)量高于(yu)菱(ling)鎂礦石(shi)。它(ta)也是一種(zhong)制造電熔凝氧化(hua)鎂的(de)原料(liao)，部(bu)分(fen)地(di)區(qu)水鎂石(shi)的(de)化(hua)學成分(fen)見表2。

表2水鎂石的化學成(cheng)分/%

③輕燒氧(yang)化鎂。以(yi)(yi)輕燒氧(yang)化鎂作為電熔(rong)氧(yang)化鎂原料，可以(yi)(yi)使生產環境得到(dao)改(gai)善，可以(yi)(yi)降低運輸費用(yong)。由于電熔(rong)時(shi)排出氣體少(shao)，成分也(ye)較均勻，對提高電熔(rong)氧(yang)化鎂質量有利。

我(wo)國有一些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)以輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)制成球(qiu)料(liao)(liao)入(ru)爐電(dian)熔(rong)(rong)。輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)含量達到(dao)98%，以此料(liao)(liao)能生產(chan)出白色大結晶(jing)電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)。但由(you)于成球(qiu)費(fei)用(yong)高，影響生產(chan)成本。目前，有的(de)廠家采用(yong)反射爐輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)，以一定(ding)的(de)粒度加入(ru)熔(rong)(rong)爐電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)量比用(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石好，成本又(you)比用(yong)球(qiu)料(liao)(liao)作(zuo)原料(liao)(liao)時便宜，因而(er)得到(dao)了一定(ding)的(de)推廣。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂。為(wei)了某些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)特殊要求，有時(shi)必(bi)須(xu)在電(dian)(dian)熔(rong)過程中(zhong)采用(yong)(yong)(yong)燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂作為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，如采用(yong)(yong)(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)砂作為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，一般首先利用(yong)(yong)(yong)處理海水(shui)和(he)石(shi)灰乳作用(yong)(yong)(yong)生產(chan)氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)(yong)其(qi)他方法也可以(yi)制得輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)制取方法)，采用(yong)(yong)(yong)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作為(wei)原(yuan)料(liao)生產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等(deng)研(yan)究認為(wei)，極少量(liang)的(de)雜(za)質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)(jing)(jing)體的(de)雜(za)質(zhi)，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)長大。因為(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作用(yong)(yong)(yong)在于(yu)增加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)運(yun)動所(suo)需的(de)能量(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)體能量(liang)降低，其(qi)降低量(liang)與(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積成正比，所(suo)以(yi)必(bi)須(xu)提(ti)高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)能，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)才能離開(kai)第二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續(xu)運(yun)動。并且當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)必(bi)須(xu)變形(xing)，第二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)粒長大的(de)極限尺(chi)寸愈小。

另一方面(mian)為了降低電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)顯氣孔率，也應盡(jin)量(liang)減少原料氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氣體排出，因此，采用燒結鎂(mei)(mei)砂電熔有其顯著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原料質(zhi)量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是同原(yuan)子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的量子(zi)(zi)力學本性如離(li)(li)(li)子(zi)(zi)半徑的尺寸，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的電位數值，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的電子(zi)(zi)外層結(jie)構(gou)等相(xiang)關聯。而氧化鎂的離(li)(li)(li)子(zi)(zi)尺寸、質量和(he)電荷、陽離(li)(li)(li)子(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)(li)子(zi)(zi)之間的結(jie)合特性和(he)強(qiang)度(du)、離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的極化作用、結(jie)晶構(gou)造等決定它是一高熔(rong)點化合物(wu)。

氧化鎂(mei)的熔點和結構參數：陽離子(zi)半徑0.074mm;陰離子(zi)半徑0.53mm;結構類型NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)制造的(de)最重要過(guo)(guo)程(cheng)是由各(ge)(ge)種鎂(mei)質原料，通(tong)過(guo)(guo)各(ge)(ge)種形式的(de)加熱(re)(re)方(fang)法(fa)產(chan)生(sheng)高溫(wen)使鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)，變成(cheng)氧(yang)化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體(ti)(ti)。要使氧(yang)化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融(rong)，必須消耗大量的(de)熱(re)(re)能，以(yi)克(ke)服離子間的(de)引力(li)。通(tong)過(guo)(guo)強(qiang)大電(dian)弧產(chan)生(sheng)高溫(wen)而熔(rong)(rong)化(hua)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)方(fang)法(fa)叫做(zuo)電(dian)弧熔(rong)(rong)融(rong)法(fa)。這個融(rong)化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)一般(ban)包括(kuo)熱(re)(re)的(de)傳(chuan)導、脫水(shui)、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)(ti)長大等一系(xi)列物理化(hua)學變化(hua)的(de)過(guo)(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)水過程(cheng)(cheng)。用水鎂石作原料有一脫(tuo)水過程(cheng)(cheng)。水鎂石的(de)主要成(cheng)分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水過程(cheng)(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)程。用菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)作為原料時有一個脫碳過(guo)程，脫碳過(guo)程包括兩(liang)個方面(mian)。一方面(mian)是菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石的熱分解，菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石的主要成分是碳酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面，由于在(zai)(zai)電熔過程中往(wang)(wang)往(wang)(wang)在(zai)(zai)原料氧化鎂中加入石(shi)(shi)墨粉(fen)末添(tian)加物(助劑)，在(zai)(zai)電熔爐起(qi)動過程中需在(zai)(zai)三電極(石(shi)(shi)墨電極)的下端(duan)用石(shi)(shi)墨粉(fen)末鋪成(cheng)三角形(xing)或(huo)星形(xing)導(dao)線路，在(zai)(zai)通電過程中受熱燒損或(huo)完全燃(ran)燒除去石(shi)(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)即氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離(li)子和氧(yang)(yang)(yang)離(li)子在強電(dian)(dian)弧(hu)產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)能(neng)作(zuo)用(yong)下，克服單晶(jing)(jing)(jing)體(ti)中的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)格(ge)能(neng)的(de)(de)(de)束縛(fu)，變(bian)成能(neng)自由運動的(de)(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)。也就是(shi)說(shuo)，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)加熱(re)到一(yi)定溫度(熔(rong)(rong)點)就會由固體(ti)變(bian)成液(ye)體(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)。在這一(yi)過(guo)(guo)程(cheng)中需消耗(hao)(hao)大量的(de)(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)。據電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)產者對(dui)用(yong)水(shui)鎂(mei)石作(zuo)原料生(sheng)(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)熱(re)平衡的(de)(de)(de)衡算，熱(re)消耗(hao)(hao)的(de)(de)(de)比例如(ru)下：氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)晶(jing)(jing)(jing)體(ti)生(sheng)(sheng)成熱(re)消耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成熱(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼(ke)的(de)(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損失(shi)值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據可以看出(chu)，在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)