電(dian)(dian)弧(hu)熔(rong)爐生(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)的工(gong)藝(yi)流程主要包括：原(yuan)料(liao)配料(liao)、電(dian)(dian)弧(hu)熔(rong)融(rong)、破碎(sui)、選別、粉(fen)碎(sui)、篩別、磁選、分類包裝等。

(1)原料

我國有(you)豐(feng)富的優質菱鎂(mei)(mei)礦石，氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)高，又易于開(kai)采(cai)，因此(ci)，被廣泛(fan)用作(zuo)電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的原(yuan)料(liao)。采(cai)用菱鎂(mei)(mei)石作(zuo)原(yuan)料(liao)，碳酸鎂(mei)(mei)分解產生CO2氣體(ti)，由(you)于有(you)大量(liang)氣體(ti)從(cong)爐內排出影響(xiang)著電熔過程(cheng)的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)的結晶帶的形成(cheng)均(jun)有不利影響，由(you)(you)于(yu)大(da)量塵(chen)料(liao)飛(fei)損，使(shi)物(wu)料(liao)損耗和能量消耗增(zeng)高，也惡化了(le)車(che)間生產(chan)環境。但由(you)(you)于(yu)優質(zhi)菱鎂(mei)礦石容易獲(huo)得(de)，價格很低廉(lian)，所以，仍是我國電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)用得(de)最(zui)多最(zui)廣泛(fan)的原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)。菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)石(shi)中氧化鎂(mei)(mei)的含量高低和化學成分直(zhi)(zhi)接影響到電熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)的質量，同時在電熔(rong)過程中也直(zhi)(zhi)接影響到電熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)得到的品級(ji)(ji)比例，因此，為了(le)保證電熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)的質量和品級(ji)(ji)比例，必須(xu)對(dui)各種礦(kuang)(kuang)石(shi)進行適當(dang)的配(pei)比后進行熔(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)。我國的(de)(de)遼寧(ning)省水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)(de)礦源非常(chang)豐(feng)富，水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)中氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量(liang)高于(yu)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)(shi)。它也是一種制造電熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)原料，部(bu)分地區水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)(de)化(hua)學成分見表2。

表(biao)2水鎂石的化學成分/%

③輕(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)。以(yi)(yi)輕(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)作為(wei)電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)原料，可以(yi)(yi)使生產環境(jing)得到(dao)改善，可以(yi)(yi)降(jiang)低運輸費用。由(you)于(yu)電熔(rong)時(shi)排出氣體(ti)少，成分(fen)也較均勻，對(dui)提高(gao)電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)質量有利。

我(wo)國有(you)(you)一(yi)些電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)以(yi)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)制成(cheng)(cheng)(cheng)球(qiu)料入爐電熔(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)含量達到98%，以(yi)此料能生(sheng)(sheng)產(chan)出白色大結晶電熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。但由于(yu)成(cheng)(cheng)(cheng)球(qiu)費(fei)用(yong)高，影響生(sheng)(sheng)產(chan)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)。目前，有(you)(you)的(de)廠家采用(yong)反(fan)射爐輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，以(yi)一(yi)定的(de)粒度加入熔(rong)爐電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量比用(yong)菱鎂(mei)礦石好，成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)又比用(yong)球(qiu)料作原料時(shi)便宜(yi)，因而得到了一(yi)定的(de)推廣。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)砂。為了某些電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)特殊要求，有時(shi)必須在電(dian)熔(rong)過程中采用燒(shao)結(jie)鎂(mei)砂作(zuo)為電(dian)熔(rong)原料(liao)，如采用海(hai)(hai)水鎂(mei)砂作(zuo)為電(dian)熔(rong)原料(liao)，一般首先利用處理海(hai)(hai)水和(he)石灰乳作(zuo)用生產(chan)氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，將(jiang)氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)煅燒(shao)成輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。用其他方(fang)法也(ye)可(ke)以(yi)制得輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)制取方(fang)法)，采用輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)作(zuo)為原料(liao)生產(chan)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等研究認(ren)為，極少量(liang)的(de)雜質(zhi)(zhi)氣體(相(xiang))也(ye)屬于晶體的(de)雜質(zhi)(zhi)，可(ke)明顯(xian)影響(xiang)晶粒(li)的(de)長大。因為雜質(zhi)(zhi)相(xiang)的(de)作(zuo)用在于增加(jia)晶界(jie)運動(dong)所(suo)(suo)需的(de)能(neng)量(liang)。當(dang)晶界(jie)與第二(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，晶體能(neng)量(liang)降(jiang)低，其降(jiang)低量(liang)與第二(er)相(xiang)橫(heng)截面積成正(zheng)比，所(suo)(suo)以(yi)必須提高(gao)晶界(jie)能(neng)，晶界(jie)才能(neng)離開第二(er)相(xiang)繼續運動(dong)。并且(qie)當(dang)晶界(jie)與第二(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，與第二(er)相(xiang)橫(heng)截面積相(xiang)等的(de)晶界(jie)必須變形，第二(er)相(xiang)數量(liang)愈多，晶粒(li)長大的(de)極限(xian)尺寸(cun)愈小。

另一(yi)方面為了降(jiang)低電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂的(de)顯氣孔率，也應盡(jin)量(liang)減(jian)少原料氧(yang)化(hua)鎂的(de)氣體(ti)排(pai)出，因此，采用燒結鎂砂電(dian)熔(rong)有其顯著優點。

⑤電(dian)熔氧(yang)化鎂單(dan)晶的化學原料質(zhi)量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是(shi)(shi)同(tong)原子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)(zi)力(li)學本性如離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺寸(cun)，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)(dian)位數值(zhi)，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)外層結(jie)構(gou)等相關(guan)聯(lian)。而氧化鎂(mei)的(de)(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸(cun)、質量和(he)(he)電(dian)(dian)荷(he)、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)(he)陰離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)結(jie)合特(te)性和(he)(he)強度(du)、離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極化作(zuo)用、結(jie)晶構(gou)造(zao)等決定它(ta)是(shi)(shi)一高(gao)熔點化合物。

氧(yang)化鎂的(de)熔點(dian)和結構參數(shu)：陽離(li)子半(ban)徑0.074mm;陰離(li)子半(ban)徑0.53mm;結構類型NaCl;配位數(shu)6;有(you)效配位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)(de)最重要過程是由各(ge)種(zhong)(zhong)鎂(mei)(mei)質原料(liao)(liao)，通(tong)過各(ge)種(zhong)(zhong)形式的(de)(de)加熱(re)方(fang)法產生高(gao)溫使(shi)(shi)鎂(mei)(mei)質材料(liao)(liao)(MgO)熔化(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔體(ti)。要使(shi)(shi)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔融(rong)(rong)，必須消耗大(da)(da)量的(de)(de)熱(re)能，以克服(fu)離子間的(de)(de)引(yin)力。通(tong)過強大(da)(da)電(dian)(dian)弧(hu)產生高(gao)溫而(er)熔化(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)方(fang)法叫做電(dian)(dian)弧(hu)熔融(rong)(rong)法。這(zhe)個融(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過程一(yi)般包括(kuo)熱(re)的(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔化(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)長(chang)大(da)(da)等(deng)一(yi)系(xi)列物理(li)化(hua)(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過程。

①脫水(shui)過(guo)程(cheng)(cheng)。用水(shui)鎂石(shi)(shi)作原(yuan)料有一脫水(shui)過(guo)程(cheng)(cheng)。水(shui)鎂石(shi)(shi)的主(zhu)要成分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)程(cheng)(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過程(cheng)。用菱(ling)(ling)鎂(mei)礦(kuang)作(zuo)為原料時(shi)有一個(ge)脫(tuo)碳過程(cheng)，脫(tuo)碳過程(cheng)包括兩個(ge)方面。一方面是菱(ling)(ling)鎂(mei)礦(kuang)石的熱分解，菱(ling)(ling)鎂(mei)礦(kuang)石的主(zhu)要成(cheng)分是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由(you)于在(zai)(zai)電熔(rong)過(guo)程中往往在(zai)(zai)原(yuan)料氧化(hua)鎂中加入石(shi)墨(mo)粉(fen)末(mo)添加物(助(zhu)劑)，在(zai)(zai)電熔(rong)爐起動(dong)過(guo)程中需在(zai)(zai)三(san)電極(ji)(石(shi)墨(mo)電極(ji))的下端用石(shi)墨(mo)粉(fen)末(mo)鋪成三(san)角(jiao)形或星形導線路，在(zai)(zai)通電過(guo)程中受熱燒損或完全燃(ran)燒除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過(guo)程。熔(rong)化(hua)過(guo)程即(ji)氧(yang)(yang)化(hua)鎂中(zhong)鎂離子(zi)和氧(yang)(yang)離子(zi)在強電(dian)弧產(chan)生(sheng)的熱(re)(re)能(neng)作(zuo)用下(xia)，克服單晶(jing)體(ti)中(zhong)的晶(jing)格(ge)能(neng)的束(shu)縛，變成(cheng)(cheng)能(neng)自由(you)運動的過(guo)程。也(ye)就(jiu)是(shi)說(shuo)，氧(yang)(yang)化(hua)鎂加熱(re)(re)到(dao)一(yi)定溫度(熔(rong)點)就(jiu)會由(you)固體(ti)變成(cheng)(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)。在這一(yi)過(guo)程中(zhong)需消耗(hao)(hao)大(da)量的電(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂生(sheng)產(chan)者對(dui)用水(shui)鎂石作(zuo)原料生(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂的熱(re)(re)平衡的衡算，熱(re)(re)消耗(hao)(hao)的比例如下(xia)：氧(yang)(yang)化(hua)鎂晶(jing)體(ti)生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)消耗(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼的水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表(biao)面(mian)散熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失(shi)值(zhi)3.2%，從這些統計數據(ju)可以看出(chu)，在電(dian)熔(rong)