電(dian)弧熔(rong)爐生產電(dian)熔(rong)氧化鎂的工藝流程主要包(bao)括：原料配料、電(dian)弧熔(rong)融、破碎(sui)、選(xuan)別、粉碎(sui)、篩別、磁選(xuan)、分(fen)類包(bao)裝等(deng)。

(1)原料

我國有豐富的(de)優質菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)，氧(yang)化鎂(mei)(mei)含量(liang)高，又易(yi)于(yu)開采(cai)，因此，被廣泛(fan)用作(zuo)電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)原(yuan)料(liao)。采(cai)用菱鎂(mei)(mei)石(shi)作(zuo)原(yuan)料(liao)，碳酸鎂(mei)(mei)分解產(chan)生CO2氣體(ti)，由于(yu)有大量(liang)氣體(ti)從爐內排出(chu)影(ying)響著電(dian)熔(rong)(rong)過程(cheng)的(de)進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂的結晶(jing)帶的形成均有不利影響，由于(yu)大(da)量(liang)塵料飛損，使物料損耗和能量(liang)消耗增高，也惡化了車間生產環境。但由于(yu)優質菱(ling)鎂礦石(shi)容(rong)易獲得，價格很低(di)廉(lian)，所(suo)以(yi)，仍是我國電熔氧化鎂用(yong)得最多(duo)最廣(guang)泛的原料。

(2)配料

①菱鎂礦。菱鎂礦石(shi)(shi)中氧化(hua)鎂的(de)含量高低和化(hua)學(xue)成分直接影響(xiang)到電熔凝氧化(hua)鎂的(de)質量，同時(shi)在電熔過程中也(ye)直接影響(xiang)到電熔凝氧化(hua)鎂得到的(de)品級比(bi)(bi)例，因此(ci)，為了保(bao)證(zheng)電熔凝氧化(hua)鎂的(de)質量和品級比(bi)(bi)例，必(bi)須(xu)對(dui)各種(zhong)礦石(shi)(shi)進行適(shi)當的(de)配比(bi)(bi)后進行熔煉。

②水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)。我國的遼寧省水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的礦(kuang)源非常豐(feng)富，水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)中氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)。它也是(shi)一(yi)種制(zhi)造電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的原料，部(bu)分地區水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的化(hua)學成分見(jian)表2。

表2水鎂(mei)石的化學成分/%

③輕(qing)燒氧(yang)化鎂。以(yi)輕(qing)燒氧(yang)化鎂作為電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂原料(liao)，可以(yi)使(shi)生產環境得到改善，可以(yi)降低運輸費用。由于電(dian)熔(rong)時排出氣體少，成分也較均勻，對(dui)提高電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂質(zhi)量有利(li)。

我(wo)國有(you)一些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂以輕(qing)(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂制成(cheng)球(qiu)料(liao)(liao)入爐(lu)(lu)電(dian)(dian)熔(rong)。輕(qing)(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂含量達到(dao)98%，以此(ci)料(liao)(liao)能生產(chan)(chan)出(chu)白色大結晶電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂。但由于(yu)成(cheng)球(qiu)費用(yong)高，影響(xiang)生產(chan)(chan)成(cheng)本(ben)。目前，有(you)的(de)廠家(jia)采用(yong)反射爐(lu)(lu)輕(qing)(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂，以一定(ding)的(de)粒度加入熔(rong)爐(lu)(lu)電(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)質量比(bi)用(yong)菱鎂礦(kuang)石好，成(cheng)本(ben)又比(bi)用(yong)球(qiu)料(liao)(liao)作原料(liao)(liao)時便(bian)宜，因而(er)得到(dao)了一定(ding)的(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)砂。為(wei)了某(mou)些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)特(te)殊要求，有時必(bi)須(xu)在電(dian)熔(rong)(rong)過程中(zhong)采用(yong)燒(shao)結鎂(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原料(liao)，如采用(yong)海(hai)水鎂(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原料(liao)，一般首先利用(yong)處理海(hai)水和石(shi)灰乳(ru)作(zuo)用(yong)生(sheng)產氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)，將(jiang)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)煅(duan)燒(shao)成(cheng)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。用(yong)其(qi)(qi)他方法也可(ke)以制得輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)制取方法)，采用(yong)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)為(wei)原料(liao)生(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和拉(la)特(te)爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極(ji)少量(liang)的(de)(de)(de)雜質(zhi)氣(qi)體(相)也屬于晶(jing)(jing)(jing)體的(de)(de)(de)雜質(zhi)，可(ke)明顯影響晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)長(chang)大(da)。因為(wei)雜質(zhi)相的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)在于增加(jia)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)運動(dong)所(suo)需的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與第二(er)相相遇(yu)時，晶(jing)(jing)(jing)體能(neng)量(liang)降低(di)，其(qi)(qi)降低(di)量(liang)與第二(er)相橫截面積成(cheng)正比(bi)，所(suo)以必(bi)須(xu)提高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)才(cai)能(neng)離開第二(er)相繼續運動(dong)。并(bing)且當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與第二(er)相相遇(yu)時，與第二(er)相橫截面積相等的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)必(bi)須(xu)變形，第二(er)相數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)粒長(chang)大(da)的(de)(de)(de)極(ji)限尺寸愈小。

另一方面(mian)為了降低電(dian)熔凝氧化鎂(mei)的顯(xian)氣(qi)孔率，也應盡量(liang)減少原料氧化鎂(mei)的氣(qi)體排出，因(yin)此，采用燒結(jie)鎂(mei)砂電(dian)熔有其顯(xian)著優點。

⑤電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)單晶的化(hua)學原料質(zhi)量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性(xing)是同原子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)(zi)的(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)力學本性(xing)如離(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺寸，離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電位數(shu)值，離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)(zi)外層結構等相(xiang)關聯(lian)。而氧(yang)化(hua)鎂的(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)尺寸、質量(liang)和(he)(he)電荷、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)陰離(li)子(zi)(zi)(zi)之間的(de)結合(he)特性(xing)和(he)(he)強度、離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)極化(hua)作用、結晶構造(zao)等決定它是一高熔點(dian)化(hua)合(he)物。

氧化鎂的熔點和結構參數(shu)：陽離(li)子半徑0.074mm;陰離(li)子半徑0.53mm;結構類(lei)型NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂制(zhi)造的最重要過程(cheng)是由各(ge)(ge)種鎂質(zhi)原料，通過各(ge)(ge)種形式的加熱(re)方法(fa)產生(sheng)高溫(wen)使(shi)鎂質(zhi)材(cai)料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)，變成氧(yang)化(hua)鎂熔(rong)(rong)體。要使(shi)氧(yang)化(hua)鎂熔(rong)(rong)融(rong)(rong)，必(bi)須消耗大量(liang)的熱(re)能，以克服離子(zi)間的引力(li)。通過強大電(dian)弧產生(sheng)高溫(wen)而熔(rong)(rong)化(hua)氧(yang)化(hua)鎂的方法(fa)叫做電(dian)弧熔(rong)(rong)融(rong)(rong)法(fa)。這個融(rong)(rong)化(hua)過程(cheng)一(yi)般包括熱(re)的傳導、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)(rong)化(hua)、析晶、晶體長(chang)大等一(yi)系列物理化(hua)學變化(hua)的過程(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)過(guo)程。用水(shui)鎂石作原料有一脫(tuo)水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂石的主要成分是氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過程。用菱鎂礦(kuang)(kuang)作(zuo)為原(yuan)料時有一個脫(tuo)碳(tan)過程，脫(tuo)碳(tan)過程包括兩個方面(mian)。一方面(mian)是菱鎂礦(kuang)(kuang)石的熱分解，菱鎂礦(kuang)(kuang)石的主要成(cheng)分是碳(tan)酸(suan)鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由于(yu)在(zai)電(dian)(dian)熔過(guo)(guo)程(cheng)中往往在(zai)原料(liao)氧(yang)化鎂中加入石(shi)墨(mo)粉(fen)末添加物(助劑(ji))，在(zai)電(dian)(dian)熔爐(lu)起動(dong)過(guo)(guo)程(cheng)中需在(zai)三電(dian)(dian)極(石(shi)墨(mo)電(dian)(dian)極)的下(xia)端(duan)用石(shi)墨(mo)粉(fen)末鋪成三角形(xing)或星(xing)形(xing)導線(xian)路(lu)，在(zai)通(tong)電(dian)(dian)過(guo)(guo)程(cheng)中受熱燒損或完全燃燒除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過(guo)程。熔(rong)化(hua)(hua)過(guo)程即氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離(li)子和(he)氧(yang)離(li)子在(zai)(zai)強電(dian)(dian)弧產生(sheng)(sheng)的(de)(de)熱(re)能(neng)作用下，克服單晶體(ti)中的(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)束縛，變成能(neng)自(zi)由運(yun)動的(de)(de)過(guo)程。也就是說，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加(jia)熱(re)到一(yi)(yi)定溫度(du)(熔(rong)點)就會由固體(ti)變成液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)。在(zai)(zai)這一(yi)(yi)過(guo)程中需消(xiao)耗(hao)大量的(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)。據(ju)(ju)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)(sheng)產者(zhe)對用水鎂(mei)(mei)石作原料生(sheng)(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)平(ping)衡的(de)(de)衡算(suan)，熱(re)消(xiao)耗(hao)的(de)(de)比例如下：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶體(ti)生(sheng)(sheng)成熱(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂(sha)生(sheng)(sheng)成熱(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼的(de)(de)水耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子表面(mian)散熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損(sun)失(shi)值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這些統計數據(ju)(ju)可以看出，在(zai)(zai)電(dian)(dian)熔(rong)