電(dian)(dian)弧(hu)(hu)熔(rong)爐生產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂的工(gong)藝流程主要包(bao)括：原料配料、電(dian)(dian)弧(hu)(hu)熔(rong)融、破碎、選別、粉碎、篩(shai)別、磁選、分類(lei)包(bao)裝等(deng)。

(1)原料

我國有(you)豐富(fu)的(de)優質菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)(shi)，氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量(liang)高，又易于開采，因此，被廣泛用(yong)作電(dian)(dian)熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)原(yuan)料。采用(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)作原(yuan)料，碳酸鎂(mei)(mei)(mei)分(fen)解(jie)產生CO2氣體，由于有(you)大(da)量(liang)氣體從(cong)爐內排(pai)出影響著(zhu)電(dian)(dian)熔過程(cheng)的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電(dian)(dian)熔(rong)氧化鎂的(de)(de)(de)結晶帶(dai)的(de)(de)(de)形成均有不利影響(xiang)，由(you)于大量塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗和能量消耗增(zeng)高，也(ye)惡化了車(che)間生產環(huan)境。但由(you)于優質菱鎂礦石容易(yi)獲(huo)得(de)，價(jia)格(ge)很低(di)廉，所以(yi)，仍是(shi)我國電(dian)(dian)熔(rong)氧化鎂用(yong)得(de)最多最廣泛(fan)的(de)(de)(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石中氧(yang)化鎂(mei)的(de)含量(liang)(liang)高(gao)低和(he)化學(xue)成分直接影(ying)響(xiang)到電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的(de)質(zhi)量(liang)(liang)，同(tong)時在電(dian)熔(rong)過(guo)程中也直接影(ying)響(xiang)到電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)得到的(de)品(pin)級比例(li)，因(yin)此，為了(le)保證(zheng)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的(de)質(zhi)量(liang)(liang)和(he)品(pin)級比例(li)，必須(xu)對各種礦石進行適當的(de)配比后進行熔(rong)煉。

②水鎂(mei)石。我(wo)國的(de)(de)遼寧省水鎂(mei)石的(de)(de)礦(kuang)源非常(chang)豐富(fu)，水鎂(mei)石中氧化(hua)鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦(kuang)石。它也是(shi)一種制造電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)原料，部分地區水鎂(mei)石的(de)(de)化(hua)學(xue)成分見表2。

表2水(shui)鎂石的化學成(cheng)分/%

③輕燒氧(yang)化(hua)鎂。以(yi)(yi)輕燒氧(yang)化(hua)鎂作為電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂原料，可(ke)以(yi)(yi)使生產環境得到改善，可(ke)以(yi)(yi)降低運輸費用。由于電(dian)熔(rong)時排出氣(qi)體少(shao)，成分也較均勻，對提(ti)高電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂質量有利。

我國有一(yi)些電熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)以(yi)輕(qing)(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)(mei)制成球(qiu)料入爐電熔(rong)。輕(qing)(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)(mei)的氧化鎂(mei)(mei)(mei)含量(liang)達到98%，以(yi)此料能生(sheng)產出(chu)白色(se)大結晶(jing)電熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)(mei)。但(dan)由于成球(qiu)費用(yong)高，影響生(sheng)產成本。目前，有的廠家采用(yong)反射爐輕(qing)(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)(mei)，以(yi)一(yi)定的粒度(du)加(jia)入熔(rong)爐電熔(rong)，電熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)(mei)的質量(liang)比用(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石好，成本又比用(yong)球(qiu)料作原料時便宜，因而得到了一(yi)定的推廣(guang)。

④燒結(jie)鎂(mei)砂。為(wei)了某(mou)些電(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)特殊(shu)要求，有時(shi)必(bi)須(xu)在電(dian)熔過程(cheng)中采(cai)用(yong)(yong)(yong)燒結(jie)鎂(mei)砂作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)熔原(yuan)料，如(ru)采(cai)用(yong)(yong)(yong)海水(shui)(shui)鎂(mei)砂作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)熔原(yuan)料，一般首先利(li)用(yong)(yong)(yong)處理(li)海水(shui)(shui)和石灰(hui)乳(ru)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)生產(chan)氫氧(yang)化鎂(mei)，將氫氧(yang)化鎂(mei)煅燒成輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)。用(yong)(yong)(yong)其他方法也(ye)可(ke)以制得輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)(詳見工(gong)業氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)制取方法)，采(cai)用(yong)(yong)(yong)輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)原(yuan)料生產(chan)電(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)。奧(ao)絲(si)脫(tuo)(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)研(yan)究(jiu)認為(wei)，極少量(liang)的(de)(de)雜(za)(za)質氣體(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于(yu)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體的(de)(de)雜(za)(za)質，可(ke)明顯影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)長(chang)(chang)大。因(yin)為(wei)雜(za)(za)質相(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)在于(yu)增加晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)運(yun)動所(suo)需的(de)(de)能量(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體能量(liang)降低，其降低量(liang)與(yu)第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積成正(zheng)比，所(suo)以必(bi)須(xu)提(ti)高晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)能，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)才(cai)能離(li)開第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并且當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積相(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)必(bi)須(xu)變形，第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒長(chang)(chang)大的(de)(de)極限尺寸愈(yu)小。

另一方面(mian)為了降低電(dian)熔凝氧化鎂的顯氣孔(kong)率，也應(ying)盡量減(jian)少原料氧化鎂的氣體排出，因此(ci)，采用燒結鎂砂電(dian)熔有其顯著(zhu)優點。

⑤電熔氧化鎂單晶(jing)的化學(xue)原(yuan)料質(zhi)量(liang)要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特性是同(tong)原子(zi)(zi)(zi)和分子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)力學本性如離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電位數值，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)外層結(jie)構(gou)(gou)等(deng)相(xiang)關聯(lian)。而(er)氧化鎂的(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)尺寸、質量和電荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)和陰離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)之間(jian)的(de)(de)結(jie)合特性和強(qiang)度、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極化作用、結(jie)晶(jing)構(gou)(gou)造等(deng)決定它(ta)是一高熔點化合物。

氧(yang)化(hua)鎂的熔(rong)點(dian)和(he)結構(gou)參數(shu)：陽離(li)子(zi)半(ban)徑0.074mm;陰離(li)子(zi)半(ban)徑0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配(pei)位(wei)數(shu)6;有效配(pei)位(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂制造的(de)最重要過(guo)程(cheng)是由各種(zhong)鎂質(zhi)原料，通(tong)過(guo)各種(zhong)形式(shi)的(de)加熱方(fang)法產生(sheng)高(gao)溫(wen)使鎂質(zhi)材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)，變(bian)(bian)成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)體。要使氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)融，必須消(xiao)耗大量的(de)熱能，以克服離(li)子間的(de)引力。通(tong)過(guo)強大電弧產生(sheng)高(gao)溫(wen)而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂的(de)方(fang)法叫做電弧熔(rong)融法。這個融化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)一(yi)般包(bao)括(kuo)熱的(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳(tan)、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)、析(xi)晶(jing)、晶(jing)體長大等一(yi)系列(lie)物理化(hua)(hua)(hua)(hua)學變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)過(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)水過程。用水鎂石作原料有一脫(tuo)水過程。水鎂石的主要成分(fen)是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)。用菱鎂礦作(zuo)為原料時有一(yi)個(ge)(ge)脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)包括兩個(ge)(ge)方(fang)面(mian)。一(yi)方(fang)面(mian)是(shi)菱鎂礦石(shi)的(de)熱分(fen)解，菱鎂礦石(shi)的(de)主(zhu)要(yao)成(cheng)分(fen)是(shi)碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由于在(zai)電熔(rong)過(guo)程中(zhong)往往在(zai)原料氧化鎂中(zhong)加入石(shi)墨粉末添加物(助(zhu)劑)，在(zai)電熔(rong)爐起動過(guo)程中(zhong)需在(zai)三電極(ji)(石(shi)墨電極(ji))的下端用(yong)石(shi)墨粉末鋪成三角形(xing)或(huo)(huo)星形(xing)導線路，在(zai)通電過(guo)程中(zhong)受熱(re)燒(shao)(shao)損或(huo)(huo)完全燃燒(shao)(shao)除(chu)去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)即氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子和氧離子在強(qiang)電(dian)弧(hu)產生的(de)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)(neng)(neng)作(zuo)用下，克(ke)服(fu)單晶(jing)體(ti)(ti)(ti)中的(de)晶(jing)格(ge)能(neng)(neng)(neng)的(de)束縛，變成(cheng)能(neng)(neng)(neng)自由運動(dong)的(de)過程(cheng)。也就是說，氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)(re)到一定(ding)溫度(熔(rong)(rong)(rong)點)就會(hui)由固體(ti)(ti)(ti)變成(cheng)液體(ti)(ti)(ti)，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)。在這(zhe)一過程(cheng)中需消(xiao)耗(hao)大(da)量的(de)電(dian)能(neng)(neng)(neng)。據電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)生產者對用水(shui)鎂(mei)石(shi)作(zuo)原料生產電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)熱(re)(re)(re)(re)平衡的(de)衡算，熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)的(de)比例如下：氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)體(ti)(ti)(ti)生成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂(sha)生成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐(lu)(lu)殼的(de)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)(lu)子表面(mian)散熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶(dai)走熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)(neng)損(sun)失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這(zhe)些統計數據可以看出，在電(dian)熔(rong)(rong)(rong)