電弧熔(rong)爐生產電熔(rong)氧化(hua)鎂的工(gong)藝流程主要包(bao)括(kuo)：原料配料、電弧熔(rong)融、破碎、選(xuan)別(bie)、粉(fen)碎、篩(shai)別(bie)、磁選(xuan)、分(fen)類(lei)包(bao)裝等。

(1)原料

我國(guo)有豐富的優質菱(ling)鎂礦石，氧(yang)化(hua)鎂含(han)量高，又易于開采，因此，被廣泛用(yong)作電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂的原料。采用(yong)菱(ling)鎂石作原料，碳酸鎂分解產生CO2氣體，由于有大量氣體從爐(lu)內排出影響著電(dian)熔過程(cheng)的進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔氧化(hua)鎂的(de)(de)結晶帶的(de)(de)形(xing)成均有不利影響，由于大量塵料(liao)飛損(sun)(sun)，使物料(liao)損(sun)(sun)耗和(he)能量消耗增高，也惡化(hua)了(le)車間生產環境。但由于優質菱鎂礦石容易獲得，價格很(hen)低廉(lian)，所(suo)以，仍是我國電熔氧化(hua)鎂用(yong)得最(zui)多最(zui)廣(guang)泛(fan)的(de)(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂礦。菱(ling)鎂礦石中氧化鎂的含量(liang)高低和化學(xue)成(cheng)分(fen)直(zhi)接影響到電熔凝氧化鎂的質量(liang)，同時(shi)在電熔過(guo)程中也直(zhi)接影響到電熔凝氧化鎂得到的品級比(bi)(bi)例(li)(li)，因(yin)此，為了保證電熔凝氧化鎂的質量(liang)和品級比(bi)(bi)例(li)(li)，必(bi)須對(dui)各(ge)種礦石進(jin)行適當的配(pei)比(bi)(bi)后進(jin)行熔煉。

②水(shui)(shui)鎂石(shi)。我國的遼寧省水(shui)(shui)鎂石(shi)的礦源(yuan)非常(chang)豐富，水(shui)(shui)鎂石(shi)中氧(yang)化鎂含量高于菱鎂礦石(shi)。它(ta)也是一(yi)種(zhong)制造電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化鎂的原(yuan)料，部分(fen)地區水(shui)(shui)鎂石(shi)的化學成分(fen)見(jian)表2。

表(biao)2水鎂(mei)石的化學成(cheng)分/%

③輕燒氧化鎂。以(yi)輕燒氧化鎂作為電(dian)熔氧化鎂原料，可以(yi)使生(sheng)產環(huan)境得到改善，可以(yi)降(jiang)低運輸費用。由(you)于(yu)電(dian)熔時排出氣體(ti)少，成分也較均勻，對提(ti)高電(dian)熔氧化鎂質量有利(li)。

我國有一些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)以(yi)輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)制(zhi)成(cheng)(cheng)(cheng)球料(liao)(liao)入爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)。輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)含量達到98%，以(yi)此料(liao)(liao)能生(sheng)產(chan)(chan)出白(bai)色大(da)結晶(jing)電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)(cheng)(cheng)球費用高，影響(xiang)生(sheng)產(chan)(chan)成(cheng)(cheng)(cheng)本。目前，有的(de)(de)(de)(de)廠家采(cai)用反射爐(lu)輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，以(yi)一定(ding)的(de)(de)(de)(de)粒度加入熔(rong)(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)質量比用菱鎂(mei)礦石好，成(cheng)(cheng)(cheng)本又比用球料(liao)(liao)作原料(liao)(liao)時便(bian)宜(yi)，因而得(de)到了(le)一定(ding)的(de)(de)(de)(de)推(tui)廣(guang)。

④燒結鎂砂。為(wei)了(le)某(mou)些電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂的(de)(de)特(te)殊要求，有(you)時必(bi)須在電熔(rong)(rong)過程中(zhong)采(cai)用(yong)(yong)燒結鎂砂作為(wei)電熔(rong)(rong)原料，如采(cai)用(yong)(yong)海水鎂砂作為(wei)電熔(rong)(rong)原料，一般首先利用(yong)(yong)處理海水和(he)石灰乳(ru)作用(yong)(yong)生產氫氧化(hua)鎂，將氫氧化(hua)鎂煅燒成(cheng)輕(qing)燒氧化(hua)鎂。用(yong)(yong)其(qi)他方法(fa)也可以制得輕(qing)燒氧化(hua)鎂(詳(xiang)見(jian)工業氧化(hua)鎂的(de)(de)制取方法(fa))，采(cai)用(yong)(yong)輕(qing)燒氧化(hua)鎂作為(wei)原料生產電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂。奧絲脫(AusT)和(he)拉(la)特(te)爾(Ruttere)等研(yan)究認為(wei)，極(ji)少(shao)量的(de)(de)雜(za)質氣體(相(xiang))也屬于(yu)晶(jing)(jing)(jing)(jing)體的(de)(de)雜(za)質，可明顯(xian)影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)長大。因(yin)為(wei)雜(za)質相(xiang)的(de)(de)作用(yong)(yong)在于(yu)增加(jia)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)運(yun)動所(suo)需的(de)(de)能(neng)量。當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與第(di)二相(xiang)相(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體能(neng)量降低，其(qi)降低量與第(di)二相(xiang)橫(heng)截面積成(cheng)正比，所(suo)以必(bi)須提高晶(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)二相(xiang)繼續運(yun)動。并且當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與第(di)二相(xiang)相(xiang)遇時，與第(di)二相(xiang)橫(heng)截面積相(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)必(bi)須變形，第(di)二相(xiang)數(shu)量愈(yu)多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒長大的(de)(de)極(ji)限尺(chi)寸(cun)愈(yu)小。

另(ling)一方面為(wei)了(le)降低電(dian)熔(rong)凝氧化鎂的(de)顯(xian)氣(qi)孔(kong)率，也應(ying)盡量減少原料(liao)氧化鎂的(de)氣(qi)體(ti)排出，因(yin)此，采(cai)用燒結鎂砂電(dian)熔(rong)有其顯(xian)著優點。

⑤電熔(rong)氧化(hua)鎂單晶的(de)化(hua)學原料質量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特(te)(te)性(xing)是同原子(zi)(zi)(zi)(zi)和分子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)(zi)力學本性(xing)如離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺(chi)寸(cun)，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電位數值，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)外層(ceng)結(jie)構等(deng)相關聯。而氧(yang)化(hua)鎂的(de)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)、質量和電荷、陽離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和陰離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)結(jie)合特(te)(te)性(xing)和強度、離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)極化(hua)作用、結(jie)晶(jing)構造等(deng)決定(ding)它是一高熔點化(hua)合物。

氧化鎂的熔(rong)點和(he)結(jie)構參數：陽離(li)子半徑0.074mm;陰離(li)子半徑0.53mm;結(jie)構類(lei)型NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂制造的(de)(de)最重要(yao)過(guo)(guo)程(cheng)是由各種鎂質原(yuan)料(liao)，通(tong)過(guo)(guo)各種形式的(de)(de)加熱(re)方法產生高溫使鎂質材料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，變(bian)成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)體。要(yao)使氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)融，必須消耗(hao)大量的(de)(de)熱(re)能，以(yi)克服離子間的(de)(de)引力。通(tong)過(guo)(guo)強大電弧產生高溫而(er)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)方法叫做電弧熔(rong)融法。這個融化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)一般(ban)包(bao)括(kuo)熱(re)的(de)(de)傳導、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)、析(xi)晶、晶體長大等一系列物理化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)(tuo)水(shui)(shui)過(guo)(guo)程。用水(shui)(shui)鎂(mei)石作原料有一脫(tuo)(tuo)水(shui)(shui)過(guo)(guo)程。水(shui)(shui)鎂(mei)石的(de)主要成分是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)(tuo)水(shui)(shui)過(guo)(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)程。用菱(ling)鎂(mei)礦作為(wei)原料時有(you)一個(ge)脫(tuo)碳(tan)過(guo)程，脫(tuo)碳(tan)過(guo)程包括兩個(ge)方(fang)面(mian)。一方(fang)面(mian)是(shi)菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)的熱(re)分解，菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)的主要成分是(shi)碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電熔(rong)過程中往(wang)往(wang)在(zai)原料氧化鎂(mei)中加入石(shi)墨(mo)粉(fen)末添加物(助劑)，在(zai)電熔(rong)爐(lu)起動過程中需(xu)在(zai)三電極(ji)(石(shi)墨(mo)電極(ji))的下端用石(shi)墨(mo)粉(fen)末鋪成三角形或(huo)星形導線路(lu)，在(zai)通電過程中受熱(re)燒損或(huo)完全燃燒除(chu)去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離子和氧(yang)(yang)離子在(zai)強電弧產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)熱(re)(re)(re)能(neng)作(zuo)用(yong)下(xia)，克服單(dan)晶體(ti)(ti)中的(de)晶格(ge)能(neng)的(de)束縛(fu)，變成(cheng)能(neng)自由(you)(you)運動的(de)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。也就(jiu)是說，氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)點)就(jiu)會由(you)(you)固體(ti)(ti)變成(cheng)液體(ti)(ti)，叫(jiao)熔(rong)(rong)化(hua)。在(zai)這一過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中需消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)大(da)量的(de)電能(neng)。據電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)者(zhe)對用(yong)水鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料生(sheng)(sheng)產(chan)電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)熱(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)的(de)比例如下(xia)：氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)晶體(ti)(ti)生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)值34.9%，渣皮(pi)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值15.3%，散(san)砂生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)(hao)(hao)值3.0%，冷卻水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值8.4%，冷卻爐殼的(de)水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值7.9%，爐子表面散(san)熱(re)(re)(re)值6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)值28.8%。電能(neng)損失值3.2%，從(cong)這些統計數據可以(yi)看(kan)出，在(zai)電熔(rong)(rong)