電(dian)弧熔爐生(sheng)產(chan)電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)的工藝流程主要包(bao)括：原料配料、電(dian)弧熔融、破碎、選別(bie)、粉(fen)碎、篩別(bie)、磁(ci)選、分類(lei)包(bao)裝(zhuang)等。

(1)原料

我(wo)國有豐(feng)富的優質菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)，氧化(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量高，又(you)易于開(kai)采，因此，被(bei)廣(guang)泛用(yong)作電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的原(yuan)料。采用(yong)菱鎂(mei)(mei)石(shi)作原(yuan)料，碳(tan)酸鎂(mei)(mei)分解產生CO2氣(qi)體，由于有大(da)量氣(qi)體從爐內排(pai)出影響著(zhu)電(dian)熔(rong)過(guo)程的進(jin)行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂(mei)的結晶帶的形成均有不利影響，由于(yu)大量塵料飛損，使物料損耗和能量消耗增高，也惡化了車間生產環境(jing)。但由于(yu)優(you)質菱鎂(mei)礦石(shi)容易(yi)獲得(de)，價格很低廉，所以，仍是我國電熔氧化鎂(mei)用得(de)最多最廣泛的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)中氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的含量高低和化(hua)學成分直接(jie)影(ying)響(xiang)(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的質(zhi)量，同時在電(dian)熔(rong)過程中也直接(jie)影(ying)響(xiang)(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)得到(dao)的品(pin)級(ji)比(bi)(bi)(bi)例(li)，因此，為了保證電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的質(zhi)量和品(pin)級(ji)比(bi)(bi)(bi)例(li)，必(bi)須對各種(zhong)礦(kuang)石(shi)進行適當的配比(bi)(bi)(bi)后進行熔(rong)煉。

②水(shui)(shui)(shui)鎂石。我國的(de)(de)遼寧(ning)省(sheng)水(shui)(shui)(shui)鎂石的(de)(de)礦源(yuan)非常豐富，水(shui)(shui)(shui)鎂石中氧化(hua)鎂含量高于菱鎂礦石。它也是一種制造電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂的(de)(de)原料，部分地區水(shui)(shui)(shui)鎂石的(de)(de)化(hua)學成分見表2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕(qing)(qing)燒氧化(hua)鎂(mei)。以(yi)輕(qing)(qing)燒氧化(hua)鎂(mei)作(zuo)為電熔氧化(hua)鎂(mei)原料，可以(yi)使生產環境得到改善，可以(yi)降低運輸費(fei)用(yong)。由于電熔時排出氣體少(shao)，成(cheng)分(fen)也較(jiao)均勻，對提高電熔氧化(hua)鎂(mei)質量有利。

我國有(you)一些電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)輕(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)制成球料(liao)(liao)入爐電(dian)熔。輕(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)氧化(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量達到(dao)98%，以(yi)此(ci)料(liao)(liao)能生產出白色大結晶電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)。但由于(yu)成球費用高，影響生產成本(ben)。目前，有(you)的(de)(de)廠家采用反射爐輕(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)一定(ding)的(de)(de)粒度加入熔爐電(dian)熔，電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量比用菱鎂(mei)(mei)礦石好，成本(ben)又(you)比用球料(liao)(liao)作原料(liao)(liao)時便宜，因(yin)而得到(dao)了(le)一定(ding)的(de)(de)推(tui)廣(guang)。

④燒結鎂(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)了某些電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)特殊要求，有時必(bi)須在電熔(rong)過程(cheng)中(zhong)采(cai)用燒結鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電熔(rong)原(yuan)料，如采(cai)用海(hai)(hai)水鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電熔(rong)原(yuan)料，一般首(shou)先利用處(chu)理海(hai)(hai)水和石灰(hui)乳(ru)作(zuo)用生(sheng)產(chan)氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒成輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用其他方法(fa)也可以(yi)制得輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工(gong)業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)制取(qu)方法(fa))，采(cai)用輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原(yuan)料生(sheng)產(chan)電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧(ao)絲(si)脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極少(shao)量(liang)的(de)(de)(de)雜(za)質氣體(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)(jing)體的(de)(de)(de)雜(za)質，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)(de)長大。因(yin)為(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)用在于增加(jia)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)運(yun)動所需的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)體能(neng)(neng)(neng)量(liang)降(jiang)低，其降(jiang)低量(liang)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積成正(zheng)比，所以(yi)必(bi)須提高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)能(neng)(neng)(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)才能(neng)(neng)(neng)離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并且當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)必(bi)須變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)長大的(de)(de)(de)極限尺寸(cun)愈小。

另一(yi)方面為(wei)了(le)降低(di)電熔(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)顯(xian)氣(qi)(qi)孔率(lv)，也(ye)應盡量減少原料氧化鎂(mei)(mei)的(de)氣(qi)(qi)體排出(chu)，因此，采(cai)用(yong)燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂(sha)電熔(rong)(rong)有其顯(xian)著優點(dian)。

⑤電熔氧化(hua)(hua)鎂單晶(jing)的化(hua)(hua)學原料質(zhi)量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是同原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)和分子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)力學本性(xing)如離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的(de)(de)(de)尺寸，離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電位數值，離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)外(wai)層結構等相(xiang)關聯。而(er)氧化鎂的(de)(de)(de)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸、質量(liang)(liang)和電荷(he)、陽離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和陰離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)之(zhi)間的(de)(de)(de)結合(he)特(te)性(xing)和強度、離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)極化作用(yong)、結晶構造等決(jue)定它是一(yi)高熔點化合(he)物。

氧化(hua)鎂(mei)的熔(rong)點(dian)(dian)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)構類型NaCl;配位數(shu)(shu)6;有效配位數(shu)(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)(dian)2800℃。

電熔凝氧化(hua)鎂(mei)制造的最重要過(guo)(guo)程是由各種鎂(mei)質原料(liao)，通(tong)過(guo)(guo)各種形式(shi)的加熱(re)方法產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)高(gao)溫(wen)使鎂(mei)質材料(liao)(MgO)熔化(hua)，變成氧化(hua)鎂(mei)熔體。要使氧化(hua)鎂(mei)熔融(rong)(rong)，必(bi)須消耗大量(liang)的熱(re)能，以(yi)克服(fu)離子間的引力(li)。通(tong)過(guo)(guo)強大電弧產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)高(gao)溫(wen)而熔化(hua)氧化(hua)鎂(mei)的方法叫做電弧熔融(rong)(rong)法。這(zhe)個融(rong)(rong)化(hua)過(guo)(guo)程一般包括熱(re)的傳(chuan)導、脫水、脫碳、熔化(hua)、析晶、晶體長大等一系(xi)列物(wu)理化(hua)學(xue)變化(hua)的過(guo)(guo)程。

①脫水(shui)過(guo)程(cheng)。用水(shui)鎂(mei)石作原料有一脫水(shui)過(guo)程(cheng)。水(shui)鎂(mei)石的主要成分是(shi)氫氧(yang)化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)。用菱鎂礦作為原料時有一個脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)包括(kuo)兩個方面。一方面是菱鎂礦石的熱分(fen)解，菱鎂礦石的主要成分(fen)是碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一(yi)方面，由于(yu)在(zai)電(dian)熔(rong)過程(cheng)中(zhong)往往在(zai)原料(liao)氧化鎂中(zhong)加入石(shi)墨(mo)(mo)粉(fen)末(mo)(mo)添加物(助劑(ji))，在(zai)電(dian)熔(rong)爐起動過程(cheng)中(zhong)需在(zai)三(san)(san)電(dian)極(石(shi)墨(mo)(mo)電(dian)極)的下(xia)端用石(shi)墨(mo)(mo)粉(fen)末(mo)(mo)鋪(pu)成三(san)(san)角(jiao)形或(huo)星形導(dao)線路，在(zai)通(tong)電(dian)過程(cheng)中(zhong)受熱燒(shao)損或(huo)完全燃(ran)燒(shao)除去石(shi)墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過(guo)程。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過(guo)程即氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂中鎂離子(zi)和氧(yang)(yang)(yang)離子(zi)在強電弧產生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)的(de)熱(re)(re)(re)能作用(yong)下，克服(fu)單晶(jing)體中的(de)晶(jing)格能的(de)束縛，變(bian)(bian)成能自由(you)運動的(de)過(guo)程。也就是說，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂加熱(re)(re)(re)到一(yi)定溫度(熔(rong)(rong)(rong)點)就會由(you)固體變(bian)(bian)成液體，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)。在這一(yi)過(guo)程中需消(xiao)耗大(da)量的(de)電能。據電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產者(zhe)對用(yong)水鎂石作原料(liao)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)衡算，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗的(de)比例如下：氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂晶(jing)體生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)消(xiao)耗值34.9%，渣皮消(xiao)耗熱(re)(re)(re)值15.3%，散砂(sha)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)耗值3.0%，冷(leng)卻水耗熱(re)(re)(re)值8.4%，冷(leng)卻爐殼(ke)的(de)水耗熱(re)(re)(re)值7.9%，爐子(zi)表面散熱(re)(re)(re)值6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)值28.8%。電能損(sun)失值3.2%，從這些統計數(shu)據可以看出，在電熔(rong)(rong)(rong)