電弧(hu)熔爐生產電熔氧化鎂的工(gong)藝流(liu)程主要包括(kuo)：原料配料、電弧(hu)熔融、破碎(sui)、選別、粉(fen)碎(sui)、篩別、磁選、分類包裝等。

(1)原料

我國(guo)有(you)豐富的(de)(de)優質菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)，氧(yang)化(hua)鎂(mei)含(han)量高，又易于開(kai)采，因此，被(bei)廣泛用(yong)(yong)作(zuo)電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)原料。采用(yong)(yong)菱鎂(mei)石(shi)作(zuo)原料，碳酸鎂(mei)分解產生(sheng)CO2氣體，由(you)于有(you)大量氣體從爐內排出影響著電熔過程的(de)(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔氧化鎂(mei)的結晶帶的形成均有不利(li)影響，由(you)于大量塵(chen)料飛損，使物料損耗和能(neng)量消耗增高，也惡化了車間生產(chan)環境。但由(you)于優質(zhi)菱鎂(mei)礦(kuang)石容易獲得(de)，價格很(hen)低廉(lian)，所以，仍是我國(guo)電熔氧化鎂(mei)用得(de)最多最廣泛(fan)的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石中氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)含量高低和(he)化學成分直接影響到電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)質量，同(tong)時在電(dian)熔(rong)過程中也(ye)直接影響到電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)得到的(de)品級比例(li)，因此，為了保證電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)質量和(he)品級比例(li)，必(bi)須對各種礦石進(jin)行適當的(de)配比后(hou)進(jin)行熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)。我國(guo)的(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)礦(kuang)源非常豐富(fu)，水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)中氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量高于菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)。它也是一(yi)種制(zhi)造(zao)電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原(yuan)料，部分地區水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)化(hua)學成分見表2。

表2水(shui)鎂石的化學成分(fen)/%

③輕燒(shao)氧(yang)化鎂。以輕燒(shao)氧(yang)化鎂作為電熔氧(yang)化鎂原料(liao)，可(ke)(ke)以使(shi)生產環境(jing)得到改善，可(ke)(ke)以降(jiang)低運輸費用。由于電熔時排出氣體少，成分也(ye)較均勻(yun)，對提高電熔氧(yang)化鎂質(zhi)量有利。

我國有(you)(you)一(yi)些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以(yi)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制(zhi)成球(qiu)(qiu)料(liao)入(ru)爐(lu)電(dian)熔(rong)。輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量(liang)達到(dao)98%，以(yi)此(ci)料(liao)能生產(chan)出白(bai)色大結(jie)晶電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于成球(qiu)(qiu)費用(yong)高，影(ying)響生產(chan)成本。目前，有(you)(you)的(de)(de)(de)廠家采(cai)用(yong)反射爐(lu)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以(yi)一(yi)定的(de)(de)(de)粒度加入(ru)熔(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)質量(liang)比用(yong)菱鎂(mei)礦石好，成本又(you)比用(yong)球(qiu)(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜，因而得(de)到(dao)了一(yi)定的(de)(de)(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了某些電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)特殊要求，有時(shi)必(bi)須(xu)在(zai)電(dian)(dian)熔過程中采(cai)用(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電(dian)(dian)熔原(yuan)料(liao)，如(ru)采(cai)用(yong)海水鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電(dian)(dian)熔原(yuan)料(liao)，一(yi)般首先利用(yong)處(chu)理海水和石灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)生產氫氧(yang)化鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)化鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)。用(yong)其他方法也可以制得輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)制取方法)，采(cai)用(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)原(yuan)料(liao)生產電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)(wei)，極少量(liang)(liang)的(de)雜(za)(za)質氣體(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)(jing)(jing)體的(de)雜(za)(za)質，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)長大。因為(wei)(wei)雜(za)(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)在(zai)于增(zeng)加晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)運(yun)動(dong)所(suo)需的(de)能(neng)量(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體能(neng)量(liang)(liang)降(jiang)低，其降(jiang)低量(liang)(liang)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面積成正(zheng)比，所(suo)以必(bi)須(xu)提(ti)高晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)才能(neng)離(li)開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運(yun)動(dong)。并且當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面積相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)必(bi)須(xu)變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈(yu)(yu)多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒長大的(de)極限尺(chi)寸愈(yu)(yu)小。

另一方面為了降低(di)電熔(rong)凝氧化鎂的顯氣孔率，也應(ying)盡量減(jian)少原料(liao)氧化鎂的氣體(ti)排(pai)出，因(yin)此，采(cai)用燒(shao)結鎂砂(sha)電熔(rong)有其顯著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的(de)化學原料質量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是(shi)同(tong)原子(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)的(de)(de)(de)量子(zi)(zi)力學(xue)本性(xing)如離(li)(li)子(zi)(zi)半徑(jing)的(de)(de)(de)尺(chi)寸(cun)，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)電(dian)位數值(zhi)，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)外(wai)層結(jie)構(gou)等相關聯。而氧(yang)化鎂的(de)(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)、質(zhi)量和(he)(he)電(dian)荷(he)、陽離(li)(li)子(zi)(zi)和(he)(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)之間(jian)的(de)(de)(de)結(jie)合(he)特(te)性(xing)和(he)(he)強度、離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)極化作用、結(jie)晶構(gou)造等決定它是(shi)一(yi)高(gao)熔點化合(he)物。

氧(yang)化鎂(mei)的熔點和(he)結構參數(shu)：陽離子半徑(jing)0.074mm;陰離子半徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)位數(shu)6;有效配(pei)位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂制(zhi)造的(de)最重要過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)是由(you)各(ge)種鎂質(zhi)原料，通過(guo)(guo)各(ge)種形式的(de)加熱(re)方(fang)法產生高溫(wen)使(shi)鎂質(zhi)材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)體(ti)。要使(shi)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)融(rong)，必須消耗大(da)量的(de)熱(re)能，以克服離子間的(de)引力。通過(guo)(guo)強大(da)電弧產生高溫(wen)而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂的(de)方(fang)法叫做電弧熔(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)一般包(bao)括熱(re)的(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)長大(da)等一系列物理化(hua)(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。

①脫水(shui)過(guo)程(cheng)。用水(shui)鎂(mei)石(shi)作(zuo)原料有一脫水(shui)過(guo)程(cheng)。水(shui)鎂(mei)石(shi)的主要成分是(shi)氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫水(shui)過(guo)程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)(tan)過程(cheng)(cheng)。用(yong)菱(ling)鎂礦(kuang)作為(wei)原料時有(you)一(yi)個脫碳(tan)(tan)(tan)過程(cheng)(cheng)，脫碳(tan)(tan)(tan)過程(cheng)(cheng)包(bao)括兩個方面(mian)。一(yi)方面(mian)是菱(ling)鎂礦(kuang)石(shi)的(de)熱分解(jie)，菱(ling)鎂礦(kuang)石(shi)的(de)主要(yao)成分是碳(tan)(tan)(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由(you)于在(zai)電(dian)熔過(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)往往在(zai)原料氧(yang)化(hua)鎂中(zhong)(zhong)(zhong)加入石(shi)墨(mo)粉末添加物(助劑)，在(zai)電(dian)熔爐起動(dong)過(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)需在(zai)三電(dian)極(石(shi)墨(mo)電(dian)極)的下端用石(shi)墨(mo)粉末鋪成三角形或星形導線路(lu)，在(zai)通電(dian)過(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)受熱(re)燒(shao)損或完(wan)全(quan)燃燒(shao)除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)程。熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)程即氧(yang)化(hua)鎂中鎂離(li)子和氧(yang)離(li)子在強電(dian)弧產生(sheng)(sheng)的(de)熱(re)能(neng)作用下，克(ke)服單(dan)晶體中的(de)晶格能(neng)的(de)束縛(fu)，變成能(neng)自(zi)由(you)運動的(de)過(guo)程。也(ye)就(jiu)是說(shuo)，氧(yang)化(hua)鎂加熱(re)到一(yi)定溫度(熔(rong)(rong)點(dian))就(jiu)會(hui)由(you)固體變成液體，叫熔(rong)(rong)化(hua)。在這(zhe)一(yi)過(guo)程中需消耗(hao)(hao)大量(liang)的(de)電(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂生(sheng)(sheng)產者對(dui)用水(shui)鎂石作原料(liao)生(sheng)(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂的(de)熱(re)平(ping)衡的(de)衡算(suan)，熱(re)消耗(hao)(hao)的(de)比例如(ru)下：氧(yang)化(hua)鎂晶體生(sheng)(sheng)成熱(re)消耗(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)(sheng)成熱(re)耗(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)卻(que)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻(que)爐(lu)殼的(de)水(shui)耗(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)損失值(zhi)3.2%，從(cong)這(zhe)些統計數據(ju)可以看(kan)出，在電(dian)熔(rong)(rong)