電弧(hu)熔(rong)爐(lu)生(sheng)產電熔(rong)氧化鎂的工(gong)藝流程主要(yao)包括(kuo)：原料配料、電弧(hu)熔(rong)融、破碎、選別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選、分類包裝等。

(1)原料

我(wo)國有(you)豐富(fu)的(de)優質(zhi)菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石，氧化(hua)(hua)鎂(mei)含量高，又易于開采，因此，被(bei)廣(guang)泛用作電(dian)熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)原料(liao)。采用菱(ling)鎂(mei)石作原料(liao)，碳酸(suan)鎂(mei)分解產生CO2氣體，由(you)于有(you)大量氣體從爐內排出影響著電(dian)熔(rong)過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧化鎂的結晶帶的形(xing)成(cheng)均有不利影響(xiang)，由于(yu)(yu)大量塵料(liao)飛損(sun)，使物料(liao)損(sun)耗(hao)(hao)和能量消耗(hao)(hao)增(zeng)高，也惡化了車間生產環境(jing)。但(dan)由于(yu)(yu)優質菱(ling)鎂礦石容(rong)易獲得(de)，價格很低廉，所以，仍是(shi)我國電(dian)熔氧化鎂用得(de)最(zui)多最(zui)廣(guang)泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)中(zhong)氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)含量高低和(he)化(hua)學成分(fen)直接影(ying)響(xiang)到電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)質量，同時在(zai)電熔(rong)過程(cheng)中(zhong)也直接影(ying)響(xiang)到電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)得(de)到的(de)(de)品(pin)級比例，因此，為了(le)保證(zheng)電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)質量和(he)品(pin)級比例，必須(xu)對各(ge)種(zhong)礦石(shi)進行適當的(de)(de)配比后進行熔(rong)煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)。我國(guo)的(de)(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)(de)礦(kuang)源非常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)中氧化鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)。它也是一種(zhong)制(zhi)造電(dian)熔凝(ning)氧化鎂(mei)(mei)的(de)(de)原料，部分地(di)區水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)(de)化學(xue)成分見(jian)表2。

表2水鎂石的(de)化學成分/%

③輕燒氧(yang)化鎂(mei)。以(yi)輕燒氧(yang)化鎂(mei)作為電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)原料，可以(yi)使生產環境得(de)到改(gai)善(shan)，可以(yi)降(jiang)低運輸費(fei)用。由(you)于電(dian)熔(rong)時排(pai)出(chu)氣體少(shao)，成分也較(jiao)均勻，對提(ti)高電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)質量有利。

我國有一(yi)些電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)以輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)制成(cheng)球(qiu)料入爐電熔(rong)(rong)。輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)含量達到98%，以此(ci)料能生(sheng)(sheng)產(chan)出白色(se)大結晶電熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)。但(dan)由于成(cheng)球(qiu)費用(yong)高，影響生(sheng)(sheng)產(chan)成(cheng)本。目前(qian)，有的廠(chang)家(jia)采用(yong)反(fan)射爐輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)，以一(yi)定的粒(li)度加入熔(rong)(rong)爐電熔(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的質量比用(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石好(hao)，成(cheng)本又(you)比用(yong)球(qiu)料作原料時(shi)便宜，因(yin)而得到了一(yi)定的推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了(le)某(mou)些電(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的特(te)殊要求(qiu)，有(you)時(shi)必(bi)須在(zai)電(dian)(dian)熔過程中采用(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔原(yuan)料，如采用(yong)(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔原(yuan)料，一(yi)般首先利用(yong)(yong)處理海(hai)水和(he)(he)石灰乳作(zuo)用(yong)(yong)生(sheng)產氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)成輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方(fang)法也可(ke)以制得輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見(jian)工業氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的制取(qu)方(fang)法)，采用(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原(yuan)料生(sheng)產電(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和(he)(he)拉(la)特(te)爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)，極少量的雜質(zhi)氣(qi)體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)的雜質(zhi)，可(ke)明顯(xian)影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒的長(chang)大。因為(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的作(zuo)用(yong)(yong)在(zai)于(yu)增加晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)運動(dong)所需(xu)的能量。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)能量降低，其降低量與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積(ji)成正比，所以必(bi)須提高晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)能，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)才(cai)能離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動(dong)。并且當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)必(bi)須變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量愈(yu)(yu)多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒長(chang)大的極限尺(chi)寸愈(yu)(yu)小。

另一方面為(wei)了降低電熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)的(de)顯氣孔率，也應(ying)盡量減少原料氧化(hua)鎂(mei)的(de)氣體排出，因此，采(cai)用燒結鎂(mei)砂電熔有(you)其(qi)顯著優點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶的化(hua)學原(yuan)料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是同原子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)力學本性(xing)如離(li)子(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺寸，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)位(wei)數(shu)值(zhi)，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)外(wai)層結構等(deng)(deng)相(xiang)關聯。而(er)氧化鎂的(de)(de)離(li)子(zi)(zi)尺寸、質量(liang)和(he)電(dian)荷、陽(yang)離(li)子(zi)(zi)和(he)陰離(li)子(zi)(zi)之間(jian)的(de)(de)結合特(te)性(xing)和(he)強度(du)、離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)極化作用、結晶構造等(deng)(deng)決(jue)定它是一高熔點化合物。

氧(yang)化鎂的(de)熔點和結構參(can)數(shu)：陽離(li)子(zi)半(ban)徑0.074mm;陰離(li)子(zi)半(ban)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℃。

電熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制(zhi)造的(de)(de)最重(zhong)要過(guo)(guo)程(cheng)是由各(ge)種鎂(mei)(mei)質(zhi)原料(liao)，通過(guo)(guo)各(ge)種形式(shi)的(de)(de)加熱方法產生(sheng)高溫(wen)使鎂(mei)(mei)質(zhi)材料(liao)(MgO)熔化(hua)，變成氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)熔體。要使氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)熔融(rong)，必須消耗大(da)量的(de)(de)熱能，以克服離(li)子(zi)間的(de)(de)引(yin)力。通過(guo)(guo)強大(da)電弧產生(sheng)高溫(wen)而熔化(hua)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)方法叫做(zuo)電弧熔融(rong)法。這(zhe)個融(rong)化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)一(yi)般包括熱的(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔化(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大(da)等一(yi)系列物理(li)化(hua)學變化(hua)的(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)(shui)過程。用(yong)水(shui)(shui)鎂(mei)石作(zuo)原料有一(yi)脫水(shui)(shui)過程。水(shui)(shui)鎂(mei)石的(de)主要成分是(shi)氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)(shui)過程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)過(guo)程(cheng)(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)作為(wei)原(yuan)料時有一(yi)個(ge)脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)過(guo)程(cheng)(cheng)，脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)過(guo)程(cheng)(cheng)包(bao)括(kuo)兩個(ge)方面。一(yi)方面是菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石的熱分解，菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石的主(zhu)要成分是碳(tan)(tan)(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面(mian)，由于在(zai)(zai)電熔過(guo)程中(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)(zai)原(yuan)料氧化鎂中(zhong)加(jia)(jia)入石(shi)(shi)墨(mo)(mo)粉(fen)末添加(jia)(jia)物(助劑)，在(zai)(zai)電熔爐(lu)起(qi)動過(guo)程中(zhong)需(xu)在(zai)(zai)三電極(石(shi)(shi)墨(mo)(mo)電極)的下端用石(shi)(shi)墨(mo)(mo)粉(fen)末鋪成三角形或星形導線路，在(zai)(zai)通電過(guo)程中(zhong)受熱燒損或完(wan)全燃燒除去石(shi)(shi)墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化過(guo)程(cheng)。熔(rong)化過(guo)程(cheng)即氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)離(li)子和氧(yang)離(li)子在強電(dian)弧產(chan)生的(de)(de)熱(re)能(neng)(neng)作(zuo)用下，克服單(dan)晶體(ti)中(zhong)的(de)(de)晶格能(neng)(neng)的(de)(de)束縛(fu)，變成能(neng)(neng)自由運動的(de)(de)過(guo)程(cheng)。也就是說，氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)加熱(re)到(dao)一定溫度(熔(rong)點)就會由固(gu)體(ti)變成液體(ti)，叫熔(rong)化。在這(zhe)一過(guo)程(cheng)中(zhong)需消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)大量(liang)的(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)。據(ju)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)生產(chan)者對用水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)作(zuo)原料生產(chan)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)的(de)(de)比例如下：氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)晶體(ti)生成熱(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣(zha)皮消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂生成熱(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼的(de)(de)水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)子表面散(san)熱(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數據(ju)可以(yi)看出，在電(dian)熔(rong)