電(dian)弧熔(rong)(rong)爐生(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂的工(gong)藝流(liu)程主要包(bao)括：原料配料、電(dian)弧熔(rong)(rong)融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我(wo)國有豐富的優質菱鎂礦石，氧(yang)化鎂含量(liang)高，又易于開采，因此，被廣泛用作電熔氧(yang)化鎂的原料。采用菱鎂石作原料，碳酸(suan)鎂分(fen)解產生CO2氣體，由于有大量(liang)氣體從爐(lu)內排出影(ying)響(xiang)著(zhu)電熔過程的進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)結(jie)晶(jing)帶的(de)形成均(jun)有不利影響，由(you)于大量塵料飛損，使物料損耗和(he)能量消耗增高(gao)，也惡化(hua)(hua)了車間(jian)生產環(huan)境。但(dan)由(you)于優質菱鎂(mei)(mei)礦石容易獲得，價格很低廉，所以(yi)，仍是我國電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)用得最多最廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)礦石中氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)含(han)量(liang)高低和化學成分直(zhi)接影響到電熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)量(liang)，同(tong)時在電熔過(guo)程中也(ye)直(zhi)接影響到電熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)得到的(de)品(pin)級比(bi)(bi)例(li)(li)，因(yin)此，為了保證電熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)量(liang)和品(pin)級比(bi)(bi)例(li)(li)，必須(xu)對各種礦石進行適當的(de)配比(bi)(bi)后進行熔煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石。我國的(de)遼寧省(sheng)水(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)礦源非常(chang)豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)石中(zhong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)含量(liang)高(gao)于菱鎂(mei)(mei)礦石。它也是一種制造電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)原料，部分地區(qu)水(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)化學成分見表(biao)2。

表2水鎂石的(de)化學(xue)成分/%

③輕燒氧化(hua)(hua)鎂。以輕燒氧化(hua)(hua)鎂作為(wei)電熔氧化(hua)(hua)鎂原料，可以使生產環境得到改善，可以降低(di)運輸費用。由于電熔時(shi)排出氣體少(shao)，成(cheng)分也較均勻(yun)，對提高(gao)電熔氧化(hua)(hua)鎂質量有利。

我(wo)國有一些電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)球(qiu)(qiu)料(liao)入爐(lu)(lu)電熔(rong)(rong)。輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)達到98%，以(yi)此料(liao)能生產出白色大結(jie)晶電熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)(qiu)費用(yong)高(gao)，影響(xiang)生產成(cheng)本。目前(qian)，有的廠家采用(yong)反射(she)爐(lu)(lu)輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)一定(ding)的粒度加(jia)入熔(rong)(rong)爐(lu)(lu)電熔(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的質量(liang)比(bi)用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石好(hao)，成(cheng)本又比(bi)用(yong)球(qiu)(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜，因(yin)而得到了一定(ding)的推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)了某(mou)些電(dian)熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)特殊(shu)要求，有時必(bi)(bi)須在(zai)電(dian)熔過(guo)程中采(cai)用(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔原料(liao)，如采(cai)用(yong)海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔原料(liao)，一般首(shou)先利用(yong)處理(li)海(hai)水(shui)和(he)石灰乳作(zuo)用(yong)生(sheng)產氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)其他方法也(ye)可以(yi)制得輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業(ye)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)制取(qu)方法)，采(cai)用(yong)輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原料(liao)生(sheng)產電(dian)熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和(he)拉特爾(er)(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)，極少量的(de)(de)(de)雜(za)質氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)體(ti)的(de)(de)(de)雜(za)質，可明顯(xian)影響晶(jing)粒(li)的(de)(de)(de)長大。因(yin)為(wei)(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)在(zai)于增加晶(jing)界(jie)(jie)運(yun)動(dong)所需(xu)的(de)(de)(de)能(neng)量。當(dang)晶(jing)界(jie)(jie)與(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)體(ti)能(neng)量降(jiang)低，其降(jiang)低量與(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面積(ji)成正比，所以(yi)必(bi)(bi)須提高晶(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)(jie)才能(neng)離開第二相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運(yun)動(dong)。并且(qie)當(dang)晶(jing)界(jie)(jie)與(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，與(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)界(jie)(jie)必(bi)(bi)須變(bian)形，第二相(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)量愈(yu)多(duo)，晶(jing)粒(li)長大的(de)(de)(de)極限尺寸(cun)愈(yu)小。

另(ling)一方面(mian)為了(le)降低電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂的顯(xian)氣(qi)孔(kong)率，也應盡量減少原料氧(yang)化(hua)鎂的氣(qi)體排出，因(yin)此(ci)，采(cai)用燒(shao)結鎂砂(sha)電(dian)(dian)熔有其顯(xian)著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是同原子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的量(liang)(liang)子(zi)(zi)力學本(ben)性如離(li)子(zi)(zi)半徑的尺寸(cun)，離(li)子(zi)(zi)的電位(wei)數值，離(li)子(zi)(zi)的電子(zi)(zi)外層(ceng)結構等相關聯。而氧(yang)化鎂的離(li)子(zi)(zi)尺寸(cun)、質(zhi)量(liang)(liang)和(he)電荷、陽離(li)子(zi)(zi)和(he)陰(yin)離(li)子(zi)(zi)之間的結合特性和(he)強度、離(li)子(zi)(zi)的極化作用、結晶構造等決(jue)定它是一高熔點化合物(wu)。

氧化(hua)鎂的熔點和結(jie)構(gou)參數：陽離子(zi)半徑0.074mm;陰離子(zi)半徑0.53mm;結(jie)構(gou)類型NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)最重要過程(cheng)是由各(ge)種(zhong)鎂(mei)(mei)質原(yuan)料，通過各(ge)種(zhong)形式的(de)加(jia)熱方法(fa)產(chan)生(sheng)高溫(wen)使(shi)(shi)鎂(mei)(mei)質材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)，變成(cheng)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)體(ti)。要使(shi)(shi)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)融，必須消耗大量的(de)熱能，以克服離子(zi)間(jian)的(de)引力。通過強大電(dian)弧(hu)產(chan)生(sheng)高溫(wen)而熔(rong)(rong)化(hua)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)方法(fa)叫做電(dian)弧(hu)熔(rong)(rong)融法(fa)。這個融化(hua)過程(cheng)一般(ban)包(bao)括熱的(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)、析晶、晶體(ti)長大等一系(xi)列(lie)物理(li)化(hua)學變化(hua)的(de)過程(cheng)。

①脫水過(guo)程。用(yong)水鎂(mei)石(shi)作原(yuan)料有一脫水過(guo)程。水鎂(mei)石(shi)的(de)主(zhu)要(yao)成(cheng)分(fen)是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫水過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程。用菱鎂(mei)礦(kuang)作為原料(liao)時有(you)一個脫碳(tan)過程，脫碳(tan)過程包括兩個方(fang)面(mian)。一方(fang)面(mian)是菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)的熱分解，菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)的主要(yao)成(cheng)分是碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由(you)于在(zai)(zai)電(dian)熔過(guo)程(cheng)(cheng)中往往在(zai)(zai)原料(liao)氧化鎂中加入石墨(mo)粉末(mo)添加物(助劑)，在(zai)(zai)電(dian)熔爐(lu)起動(dong)過(guo)程(cheng)(cheng)中需在(zai)(zai)三電(dian)極(石墨(mo)電(dian)極)的(de)下端用石墨(mo)粉末(mo)鋪成(cheng)三角形或星形導線路(lu)，在(zai)(zai)通電(dian)過(guo)程(cheng)(cheng)中受熱燒損或完全燃燒除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)。熔化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子(zi)和氧(yang)(yang)離子(zi)在強電(dian)弧(hu)產生(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)能作(zuo)用(yong)下，克服單晶(jing)(jing)體中的(de)(de)晶(jing)(jing)格(ge)能的(de)(de)束(shu)縛，變成能自(zi)由(you)(you)運(yun)動的(de)(de)過(guo)程(cheng)。也就(jiu)是說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)(re)到一定(ding)溫(wen)度(熔點)就(jiu)會由(you)(you)固體變成液體，叫熔化(hua)(hua)。在這一過(guo)程(cheng)中需消(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)(de)電(dian)能。據電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產者(zhe)對(dui)用(yong)水鎂(mei)石作(zuo)原料生(sheng)產電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)比例如下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)(jing)體生(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散(san)(san)砂生(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻(que)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻(que)爐殼的(de)(de)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散(san)(san)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數(shu)據可以(yi)看出(chu)，在電(dian)熔