電(dian)(dian)弧熔(rong)爐生產電(dian)(dian)熔(rong)氧化鎂的工(gong)藝流程主要(yao)包括：原料(liao)配料(liao)、電(dian)(dian)弧熔(rong)融、破碎(sui)、選(xuan)別、粉碎(sui)、篩別、磁選(xuan)、分類包裝等。

(1)原料

我國有(you)豐(feng)富的優(you)質菱鎂(mei)礦(kuang)石，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含(han)量高，又易(yi)于開采，因此，被廣泛用作(zuo)電熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的原料。采用菱鎂(mei)石作(zuo)原料，碳(tan)酸鎂(mei)分(fen)解(jie)產生CO2氣體，由于有(you)大量氣體從(cong)爐(lu)內排出影響著電熔過程的進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂的結晶帶的形成均有不利影響，由于(yu)大量(liang)塵料飛(fei)損，使物料損耗(hao)(hao)和能(neng)量(liang)消耗(hao)(hao)增(zeng)高，也惡化(hua)了車間生產環境。但由于(yu)優質菱鎂礦石容易獲得，價格很(hen)低廉(lian)，所以，仍是我國電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂用得最多(duo)最廣泛(fan)的原(yuan)料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石中氧(yang)化鎂(mei)的含量(liang)高低和化學成分(fen)直(zhi)接影(ying)響到(dao)電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)的質(zhi)量(liang)，同時在電熔(rong)過程(cheng)中也直(zhi)接影(ying)響到(dao)電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)得到(dao)的品級比例(li)(li)，因(yin)此，為了保證電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)的質(zhi)量(liang)和品級比例(li)(li)，必須對各種礦(kuang)(kuang)石進行適當的配比后(hou)進行熔(rong)煉。

②水鎂(mei)石(shi)。我國的遼寧省(sheng)水鎂(mei)石(shi)的礦(kuang)源非常豐富，水鎂(mei)石(shi)中氧化(hua)鎂(mei)含量高于菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)。它也是一種制造電熔凝氧化(hua)鎂(mei)的原(yuan)料，部分(fen)(fen)地區水鎂(mei)石(shi)的化(hua)學成分(fen)(fen)見表2。

表2水鎂(mei)石(shi)的化學成分(fen)/%

③輕(qing)燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)。以(yi)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)作為(wei)電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)(mei)原料，可以(yi)使生產環(huan)境(jing)得到改(gai)善，可以(yi)降低運輸(shu)費用。由(you)于電(dian)熔時排出氣體少，成分(fen)也較均勻，對提(ti)高電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)(mei)質量有(you)利。

我(wo)國有(you)一些電熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制成(cheng)(cheng)(cheng)球料入爐電熔。輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量達(da)到98%，以此料能(neng)生產出(chu)白色大結晶電熔氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但由(you)于成(cheng)(cheng)(cheng)球費(fei)用高，影響生產成(cheng)(cheng)(cheng)本。目前，有(you)的(de)廠(chang)家采(cai)用反(fan)射爐輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以一定的(de)粒度加入熔爐電熔，電熔氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質量比用菱鎂(mei)礦石好，成(cheng)(cheng)(cheng)本又比用球料作原料時便宜，因而(er)得到了一定的(de)推(tui)廣。

④燒結鎂(mei)(mei)砂。為(wei)了(le)某(mou)些電熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)特(te)殊要求，有時必須(xu)(xu)在電熔過程中采(cai)用燒結鎂(mei)(mei)砂作為(wei)電熔原料，如采(cai)用海水鎂(mei)(mei)砂作為(wei)電熔原料，一般首先利用處理海水和石灰乳作用生產氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒成輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用其(qi)他(ta)方法也(ye)可以(yi)制(zhi)得輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見(jian)工業氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)制(zhi)取方法)，采(cai)用輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作為(wei)原料生產電熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉(la)特(te)爾(er)(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)，極(ji)少(shao)量(liang)(liang)(liang)的(de)雜(za)質(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)體(ti)的(de)雜(za)質(zhi)，可明顯影(ying)響晶(jing)(jing)粒(li)的(de)長大。因為(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)作用在于增加(jia)晶(jing)(jing)界(jie)運(yun)動所需的(de)能(neng)量(liang)(liang)(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)(yu)(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)(jing)體(ti)能(neng)量(liang)(liang)(liang)降低，其(qi)降低量(liang)(liang)(liang)與(yu)(yu)(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)橫截面積(ji)成正(zheng)比，所以(yi)必須(xu)(xu)提高晶(jing)(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)才(cai)能(neng)離開第二(er)相(xiang)(xiang)繼(ji)續運(yun)動。并且(qie)當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)(yu)(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，與(yu)(yu)(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)橫截面積(ji)相(xiang)(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)(jing)界(jie)必須(xu)(xu)變形，第二(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)(liang)愈多(duo)，晶(jing)(jing)粒(li)長大的(de)極(ji)限尺寸(cun)愈小。

另(ling)一方面為了降(jiang)低電熔凝氧(yang)化鎂(mei)的顯(xian)氣(qi)孔率(lv)，也(ye)應盡量減(jian)少原料氧(yang)化鎂(mei)的氣(qi)體排出(chu)，因(yin)此，采用燒結鎂(mei)砂(sha)電熔有(you)其(qi)顯(xian)著優(you)點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原子(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)力學本性(xing)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(zhi)，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)外(wai)層結(jie)構(gou)等(deng)相關聯(lian)。而氧(yang)化鎂的(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)尺寸、質量和(he)電荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)結(jie)合(he)特性(xing)和(he)強(qiang)度、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極化作(zuo)用、結(jie)晶(jing)構(gou)造等(deng)決定它是一高熔點化合(he)物。

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

電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造(zao)的(de)最(zui)重要過(guo)程(cheng)是由各種鎂(mei)質(zhi)原料(liao)(liao)，通過(guo)各種形(xing)式的(de)加熱方(fang)法(fa)產生(sheng)高溫(wen)使鎂(mei)質(zhi)材料(liao)(liao)(MgO)熔化(hua)(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔體。要使氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔融(rong)(rong)，必須消(xiao)耗大量(liang)的(de)熱能，以(yi)克服離子間的(de)引力。通過(guo)強大電(dian)弧產生(sheng)高溫(wen)而(er)熔化(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)方(fang)法(fa)叫做電(dian)弧熔融(rong)(rong)法(fa)。這個融(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)一(yi)般包括(kuo)熱的(de)傳導(dao)、脫水、脫碳、熔化(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體長大等一(yi)系(xi)列物理化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的(de)過(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)(shui)(shui)過(guo)程。用水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)石作原料有一(yi)脫水(shui)(shui)(shui)過(guo)程。水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)石的主(zhu)要成分(fen)是(shi)(shi)氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫水(shui)(shui)(shui)過(guo)程是(shi)(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)過程。用菱鎂(mei)礦作為原料(liao)時有(you)一(yi)個(ge)脫碳(tan)(tan)過程，脫碳(tan)(tan)過程包(bao)括兩個(ge)方(fang)面(mian)。一(yi)方(fang)面(mian)是菱鎂(mei)礦石的熱分解(jie)，菱鎂(mei)礦石的主要成分是碳(tan)(tan)酸(suan)鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由于在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)過程中往往在(zai)(zai)原料氧化鎂(mei)中加入石(shi)墨(mo)(mo)粉末(mo)添加物(助劑)，在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)爐起動過程中需在(zai)(zai)三電(dian)極(ji)(石(shi)墨(mo)(mo)電(dian)極(ji))的(de)下端用石(shi)墨(mo)(mo)粉末(mo)鋪成三角形或(huo)星形導線路，在(zai)(zai)通(tong)電(dian)過程中受(shou)熱燒損(sun)或(huo)完(wan)全(quan)燃(ran)燒除去石(shi)墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)過程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)過程(cheng)即氧化(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)(zhong)鎂(mei)(mei)離子(zi)(zi)和(he)氧離子(zi)(zi)在(zai)強(qiang)電(dian)(dian)弧產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)能作(zuo)用下，克服單(dan)晶體(ti)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶格(ge)能的(de)(de)(de)(de)(de)(de)束縛，變成(cheng)(cheng)能自由(you)運動的(de)(de)(de)(de)(de)(de)過程(cheng)。也就是說，氧化(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)點)就會由(you)固體(ti)變成(cheng)(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)。在(zai)這一過程(cheng)中(zhong)(zhong)需消(xiao)耗(hao)大量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)能。據電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)產(chan)者對用水鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料生(sheng)產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)平(ping)衡(heng)(heng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)衡(heng)(heng)算，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)比例如下：氧化(hua)鎂(mei)(mei)晶體(ti)生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)(zi)表面散熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能損(sun)失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些(xie)統計數(shu)據可以看出(chu)，在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)