電(dian)弧熔(rong)(rong)爐生產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂的工藝(yi)流程主要包(bao)括：原料配料、電(dian)弧熔(rong)(rong)融、破碎、選(xuan)別、粉碎、篩別、磁選(xuan)、分類(lei)包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富的(de)優質菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石，氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量高(gao)，又易于(yu)開采(cai)(cai)，因此(ci)，被廣泛用作電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)原料。采(cai)(cai)用菱鎂(mei)(mei)(mei)石作原料，碳酸鎂(mei)(mei)(mei)分(fen)解產生CO2氣(qi)體，由于(yu)有大量氣(qi)體從爐內排出影(ying)響著電熔過(guo)程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)結晶帶(dai)的(de)形成均有不利影(ying)響，由(you)于大量塵料飛損，使物(wu)料損耗(hao)和能量消耗(hao)增高，也惡化(hua)了車間生產環境。但由(you)于優(you)質菱鎂(mei)(mei)礦石容易獲(huo)得，價格很低(di)廉，所以，仍(reng)是我國電熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)用(yong)得最(zui)多最(zui)廣泛(fan)的(de)原(yuan)料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石中(zhong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)含量(liang)(liang)高低和化(hua)(hua)學成分(fen)直接(jie)影(ying)響到電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)(liang)，同時(shi)在電(dian)熔(rong)過程中(zhong)也直接(jie)影(ying)響到電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)得到的(de)品(pin)級比例(li)，因此，為了保證(zheng)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)(liang)和品(pin)級比例(li)，必須對各(ge)種(zhong)礦(kuang)石進(jin)行(xing)適(shi)當的(de)配比后(hou)進(jin)行(xing)熔(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)。我國的(de)遼寧(ning)省水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)礦源非常豐富，水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)中(zhong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)含(han)量高于菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)(shi)。它也(ye)是一種制造電熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)原料，部分(fen)地區水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)化學成分(fen)見表2。

表2水鎂石(shi)的化學成分/%

③輕燒氧化鎂(mei)。以(yi)輕燒氧化鎂(mei)作(zuo)為電(dian)熔(rong)(rong)氧化鎂(mei)原料(liao)，可以(yi)使生(sheng)產環(huan)境得到改善，可以(yi)降低運輸費(fei)用。由于(yu)電(dian)熔(rong)(rong)時(shi)排出氣體少，成分也較(jiao)均勻，對(dui)提高電(dian)熔(rong)(rong)氧化鎂(mei)質量(liang)有利。

我國(guo)有(you)一些電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制成(cheng)球(qiu)料(liao)入爐(lu)電熔(rong)。輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量達到(dao)98%，以此料(liao)能(neng)生(sheng)(sheng)產出白色(se)大結晶電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)費用(yong)高(gao)，影響生(sheng)(sheng)產成(cheng)本。目前，有(you)的(de)(de)廠家采用(yong)反射爐(lu)輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以一定的(de)(de)粒度加入熔(rong)爐(lu)電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)質量比用(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)好，成(cheng)本又比用(yong)球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜，因而得到(dao)了一定的(de)(de)推廣。

④燒結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)了某(mou)些電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特殊要求，有時(shi)必(bi)須(xu)(xu)(xu)在(zai)電熔(rong)過程(cheng)中(zhong)采用(yong)(yong)燒結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)電熔(rong)原料(liao)，如(ru)采用(yong)(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)電熔(rong)原料(liao)，一般首先利用(yong)(yong)處理海(hai)水和(he)石灰乳作(zuo)用(yong)(yong)生(sheng)產(chan)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒成輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方法(fa)也(ye)可以(yi)制得輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制取方法(fa))，采用(yong)(yong)輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原料(liao)生(sheng)產(chan)電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和(he)拉特爾(er)(Ruttere)等研(yan)究認(ren)為(wei)(wei)，極少量的(de)(de)雜(za)質氣(qi)體(相(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬(shu)于晶(jing)(jing)體的(de)(de)雜(za)質，可明顯影響晶(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)長(chang)大(da)。因為(wei)(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)在(zai)于增(zeng)加晶(jing)(jing)界(jie)(jie)運動(dong)所需的(de)(de)能量。當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)(yu)時(shi)，晶(jing)(jing)體能量降(jiang)(jiang)低，其降(jiang)(jiang)低量與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積成正(zheng)比，所以(yi)必(bi)須(xu)(xu)(xu)提高(gao)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)能，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)才能離開第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)繼續(xu)運動(dong)。并且當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)(yu)時(shi)，與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)必(bi)須(xu)(xu)(xu)變形，第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)量愈多，晶(jing)(jing)粒(li)長(chang)大(da)的(de)(de)極限尺寸愈小。

另一方面為(wei)了降低電熔凝(ning)氧化(hua)鎂的顯氣孔(kong)率，也應盡量減少(shao)原料氧化(hua)鎂的氣體排出，因此，采用燒(shao)結鎂砂電熔有其顯著優點。

⑤電(dian)熔氧化鎂單晶的化學(xue)原料質量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些(xie)特(te)性(xing)是同原子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的(de)量(liang)子(zi)(zi)力學本性(xing)如離(li)子(zi)(zi)半徑的(de)尺寸(cun)(cun)，離(li)子(zi)(zi)的(de)電位數值，離(li)子(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)外層(ceng)結(jie)(jie)構(gou)(gou)等(deng)相關聯(lian)。而氧化(hua)鎂(mei)的(de)離(li)子(zi)(zi)尺寸(cun)(cun)、質量(liang)和(he)電荷、陽(yang)離(li)子(zi)(zi)和(he)陰(yin)離(li)子(zi)(zi)之間的(de)結(jie)(jie)合(he)(he)特(te)性(xing)和(he)強度、離(li)子(zi)(zi)的(de)極化(hua)作用、結(jie)(jie)晶構(gou)(gou)造等(deng)決定它是一(yi)高(gao)熔(rong)點化(hua)合(he)(he)物。

氧化鎂的熔(rong)點和結(jie)構(gou)參數(shu)：陽離(li)子半徑(jing)0.074mm;陰(yin)離(li)子半徑(jing)0.53mm;結(jie)構(gou)類型NaCl;配(pei)位(wei)數(shu)6;有(you)效配(pei)位(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂制造的(de)(de)最(zui)重要過(guo)(guo)(guo)程是由各(ge)種鎂質原料(liao)，通(tong)過(guo)(guo)(guo)各(ge)種形式(shi)的(de)(de)加熱方(fang)法(fa)產生(sheng)高溫(wen)使鎂質材料(liao)(MgO)熔化(hua)(hua)，變(bian)成氧(yang)化(hua)(hua)鎂熔體。要使氧(yang)化(hua)(hua)鎂熔融(rong)，必須消耗大量的(de)(de)熱能，以克服離子間的(de)(de)引力。通(tong)過(guo)(guo)(guo)強大電弧產生(sheng)高溫(wen)而熔化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)方(fang)法(fa)叫做電弧熔融(rong)法(fa)。這個融(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)程一般(ban)包括熱的(de)(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔化(hua)(hua)、析晶、晶體長大等一系列物理化(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)(guo)(guo)程。

①脫水(shui)過程(cheng)(cheng)。用(yong)水(shui)鎂石作原料(liao)有一脫水(shui)過程(cheng)(cheng)。水(shui)鎂石的主(zhu)要成(cheng)分是(shi)氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過程(cheng)(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程。用菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)作為原料時(shi)有一(yi)個(ge)脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程，脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程包(bao)括兩(liang)個(ge)方面。一(yi)方面是菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)石的(de)熱分解，菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)石的(de)主(zhu)要(yao)成分是碳(tan)(tan)酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于(yu)在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)過(guo)程(cheng)中往往在(zai)(zai)原(yuan)料氧化鎂中加(jia)入(ru)石(shi)墨(mo)粉末(mo)添(tian)加(jia)物(wu)(助劑(ji))，在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)爐起動過(guo)程(cheng)中需在(zai)(zai)三電(dian)極(石(shi)墨(mo)電(dian)極)的下端用石(shi)墨(mo)粉末(mo)鋪成三角形或(huo)星形導線路(lu)，在(zai)(zai)通電(dian)過(guo)程(cheng)中受(shou)熱燒損或(huo)完全燃(ran)燒除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)過程(cheng)。熔化(hua)(hua)過程(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)離子和氧(yang)(yang)離子在強電弧產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)能(neng)作用(yong)下，克服單晶體(ti)(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)(de)束縛，變成(cheng)(cheng)能(neng)自由(you)運動(dong)的(de)(de)(de)過程(cheng)。也(ye)就是說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)加(jia)熱(re)(re)(re)到一(yi)定溫度(熔點(dian))就會由(you)固體(ti)(ti)變成(cheng)(cheng)液(ye)體(ti)(ti)，叫熔化(hua)(hua)。在這(zhe)一(yi)過程(cheng)中(zhong)需消(xiao)耗(hao)大量的(de)(de)(de)電能(neng)。據(ju)(ju)電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)者對用(yong)水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石作原料生(sheng)(sheng)產(chan)電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)平(ping)衡(heng)的(de)(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)的(de)(de)(de)比(bi)例(li)如(ru)下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)晶體(ti)(ti)生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)卻水(shui)(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼的(de)(de)(de)水(shui)(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子表(biao)面(mian)散(san)熱(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶(dai)走熱(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電能(neng)損失值(zhi)3.2%，從這(zhe)些統(tong)計數據(ju)(ju)可以(yi)看出，在電熔