電(dian)弧熔(rong)(rong)爐生產電(dian)熔(rong)(rong)氧化鎂的工藝流(liu)程主要包(bao)括(kuo)：原料配(pei)料、電(dian)弧熔(rong)(rong)融、破碎、選別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁(ci)選、分類包(bao)裝等(deng)。

(1)原料

我國有豐富的(de)優質菱鎂礦石，氧(yang)化鎂含量(liang)(liang)高，又(you)易于(yu)開采，因此，被廣泛用(yong)作(zuo)電熔(rong)氧(yang)化鎂的(de)原料。采用(yong)菱鎂石作(zuo)原料，碳(tan)酸(suan)鎂分解(jie)產生(sheng)CO2氣體(ti)，由于(yu)有大量(liang)(liang)氣體(ti)從爐(lu)內排出影響著電熔(rong)過(guo)程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)的結晶帶的形成均有(you)不利影響(xiang)，由于大量塵料飛損(sun)(sun)，使物料損(sun)(sun)耗和能(neng)量消耗增高，也惡化了車間生產環境。但由于優(you)質菱(ling)鎂(mei)礦石容易獲得(de)，價格很低廉，所(suo)以，仍是(shi)我國電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)用(yong)得(de)最多最廣泛的原料。

(2)配料

①菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦。菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦石中氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)含量(liang)高低和(he)化學(xue)成分直(zhi)接(jie)影響到(dao)電熔凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)，同時在電熔過(guo)程中也直(zhi)接(jie)影響到(dao)電熔凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)得到(dao)的(de)品級比例，因(yin)此，為了保證電熔凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)和(he)品級比例，必須對各種礦石進(jin)行適當的(de)配比后進(jin)行熔煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石。我國的遼寧省水(shui)鎂(mei)(mei)石的礦(kuang)源非常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)石中(zhong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量(liang)高(gao)于菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石。它也是(shi)一種制造電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的原料，部(bu)分地區水(shui)鎂(mei)(mei)石的化(hua)(hua)學成分見表2。

表2水鎂(mei)石的化學成分/%

③輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)。以輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)作為(wei)電熔氧(yang)化鎂(mei)(mei)原料，可以使生產環境得到改善，可以降低運輸(shu)費用。由于電熔時排(pai)出氣體少，成分也(ye)較均(jun)勻，對提高電熔氧(yang)化鎂(mei)(mei)質(zhi)量有利(li)。

我國有一些電熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)以輕(qing)燒氧化(hua)鎂(mei)制成球料入(ru)爐(lu)電熔(rong)(rong)。輕(qing)燒氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)氧化(hua)鎂(mei)含(han)量達到98%，以此料能(neng)生(sheng)產(chan)出白色大結晶電熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂(mei)。但由于成球費用(yong)高，影(ying)響生(sheng)產(chan)成本。目(mu)前(qian)，有的(de)(de)廠家采用(yong)反(fan)射(she)爐(lu)輕(qing)燒氧化(hua)鎂(mei)，以一定的(de)(de)粒度加入(ru)熔(rong)(rong)爐(lu)電熔(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)質量比用(yong)菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)好，成本又比用(yong)球料作原料時便宜，因而得到了(le)一定的(de)(de)推廣(guang)。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)了(le)某些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)特(te)(te)殊要求，有時(shi)必(bi)須(xu)在電(dian)熔(rong)過(guo)程中采用燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)(yuan)料，如采用海(hai)(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)(yuan)料，一(yi)般首先利用處(chu)理海(hai)(hai)水(shui)和石灰乳作(zuo)用生(sheng)產(chan)氫(qing)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成輕(qing)燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)。用其他(ta)方(fang)法(fa)也(ye)可以制(zhi)得輕(qing)燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業(ye)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)制(zhi)取方(fang)法(fa))，采用輕(qing)燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原(yuan)(yuan)料生(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉特(te)(te)爾(er)(Ruttere)等(deng)研(yan)究(jiu)認為(wei)，極(ji)少(shao)量(liang)的(de)(de)(de)雜質氣體(相(xiang)(xiang))也(ye)屬(shu)于晶(jing)體的(de)(de)(de)雜質，可明顯影響(xiang)晶(jing)粒的(de)(de)(de)長大。因為(wei)雜質相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)用在于增(zeng)加晶(jing)界運(yun)(yun)動(dong)所(suo)需的(de)(de)(de)能量(liang)。當(dang)晶(jing)界與第二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)體能量(liang)降低，其降低量(liang)與第二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截面積成正比，所(suo)以必(bi)須(xu)提高晶(jing)界能，晶(jing)界才能離開第二(er)相(xiang)(xiang)繼續運(yun)(yun)動(dong)。并(bing)且(qie)當(dang)晶(jing)界與第二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，與第二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截面積相(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)(de)晶(jing)界必(bi)須(xu)變形，第二(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)愈(yu)多，晶(jing)粒長大的(de)(de)(de)極(ji)限尺寸愈(yu)小(xiao)。

另一方面(mian)為了(le)降(jiang)低電(dian)熔凝氧化鎂的顯(xian)氣孔率，也應盡量減(jian)少原料氧化鎂的氣體排出，因此，采用燒結鎂砂電(dian)熔有其(qi)顯(xian)著優點(dian)。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原(yuan)料(liao)質量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是同原子(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)的(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)力學本性如(ru)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺寸，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)(dian)位(wei)數值，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)外層結構(gou)等相關聯(lian)。而氧化鎂的(de)(de)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)尺寸、質量(liang)和(he)(he)電(dian)(dian)荷、陽離(li)(li)(li)子(zi)(zi)和(he)(he)陰離(li)(li)(li)子(zi)(zi)之(zhi)間的(de)(de)結合特(te)性和(he)(he)強度、離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)極化作用、結晶構(gou)造等決定它(ta)是一高熔點化合物。

氧化鎂的熔點(dian)和結(jie)構(gou)參數：陽離子半徑(jing)0.074mm;陰離子半徑(jing)0.53mm;結(jie)構(gou)類型NaCl;配(pei)位數6;有效配(pei)位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂制造的(de)最重(zhong)要(yao)過(guo)程(cheng)是由各種鎂質(zhi)原料，通過(guo)各種形式(shi)的(de)加熱方(fang)法產生(sheng)高溫使鎂質(zhi)材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)，變(bian)成氧化(hua)(hua)鎂熔(rong)(rong)體(ti)。要(yao)使氧化(hua)(hua)鎂熔(rong)(rong)融，必(bi)須消耗大量的(de)熱能，以克服離子間的(de)引(yin)力。通過(guo)強大電弧產生(sheng)高溫而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂的(de)方(fang)法叫做(zuo)電弧熔(rong)(rong)融法。這個融化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)一(yi)(yi)般(ban)包括(kuo)熱的(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)長大等一(yi)(yi)系列物理化(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)的(de)過(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)(shui)過程(cheng)。用水(shui)(shui)鎂石作(zuo)原(yuan)料有一(yi)脫水(shui)(shui)過程(cheng)。水(shui)(shui)鎂石的(de)主要(yao)成分(fen)是氫氧(yang)化(hua)鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)(shui)過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)過程(cheng)。用(yong)菱鎂(mei)礦作為(wei)原料(liao)時有一(yi)個脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)過程(cheng)，脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)過程(cheng)包(bao)括兩個方面(mian)。一(yi)方面(mian)是(shi)(shi)菱鎂(mei)礦石的熱分解(jie)，菱鎂(mei)礦石的主要成分是(shi)(shi)碳(tan)(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由于(yu)在(zai)電(dian)熔過(guo)程中(zhong)(zhong)往往在(zai)原(yuan)料氧(yang)化鎂中(zhong)(zhong)加入(ru)石(shi)墨(mo)粉(fen)末(mo)添加物(助劑)，在(zai)電(dian)熔爐起動過(guo)程中(zhong)(zhong)需在(zai)三電(dian)極(ji)(石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji))的(de)下(xia)端用石(shi)墨(mo)粉(fen)末(mo)鋪成(cheng)三角形或(huo)星(xing)形導線路(lu)，在(zai)通電(dian)過(guo)程中(zhong)(zhong)受熱燒(shao)損或(huo)完全燃燒(shao)除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)過程(cheng)。熔化(hua)過程(cheng)即氧(yang)化(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子和氧(yang)離子在強(qiang)電(dian)(dian)(dian)弧產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)熱(re)(re)(re)能(neng)作用下，克(ke)服單晶體(ti)中(zhong)的(de)晶格能(neng)的(de)束縛，變成(cheng)能(neng)自由運動(dong)的(de)過程(cheng)。也就是說，氧(yang)化(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)到一定(ding)溫度(熔點(dian))就會(hui)由固體(ti)變成(cheng)液體(ti)，叫熔化(hua)。在這一過程(cheng)中(zhong)需(xu)消(xiao)耗(hao)大量的(de)電(dian)(dian)(dian)能(neng)。據電(dian)(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)者(zhe)對用水鎂(mei)石作原料生(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)熱(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)的(de)比例(li)如下：氧(yang)化(hua)鎂(mei)晶體(ti)生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)水耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)(dian)能(neng)損(sun)失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數(shu)據可以(yi)看出，在電(dian)(dian)(dian)熔