電(dian)(dian)弧熔爐生產電(dian)(dian)熔氧化鎂的工(gong)藝流(liu)程主要包括：原料配料、電(dian)(dian)弧熔融(rong)、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分類(lei)包裝等。

(1)原料

我國有豐富的優(you)質(zhi)菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石，氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量高(gao)，又(you)易于開采，因(yin)此，被廣泛用作(zuo)電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的原料。采用菱鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料，碳酸(suan)鎂(mei)(mei)分解產(chan)生CO2氣體，由于有大(da)量氣體從爐(lu)內(nei)排出影響(xiang)著電熔過程的進(jin)行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂的結晶帶(dai)的形(xing)成均(jun)有不(bu)利影響，由于大(da)量(liang)塵料飛(fei)損，使物(wu)料損耗和能量(liang)消耗增高(gao)，也(ye)惡化了車間生產環境。但由于優質菱鎂礦(kuang)石容易獲得，價格很(hen)低廉，所(suo)以，仍是我國電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂用(yong)得最多最廣泛的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石中氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)含量(liang)高低和(he)(he)化(hua)學(xue)成分直接(jie)影(ying)響(xiang)到(dao)電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)質量(liang)，同時在電熔過程(cheng)中也直接(jie)影(ying)響(xiang)到(dao)電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)得到(dao)的(de)(de)(de)品級比例(li)，因(yin)此，為了保(bao)證電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)質量(liang)和(he)(he)品級比例(li)，必須對各種礦石進行適當的(de)(de)(de)配比后(hou)進行熔煉。

②水鎂石(shi)。我國(guo)的(de)遼(liao)寧省水鎂石(shi)的(de)礦(kuang)源非常豐富，水鎂石(shi)中氧化鎂含量高于菱鎂礦(kuang)石(shi)。它也(ye)是(shi)一(yi)種(zhong)制造電(dian)熔凝氧化鎂的(de)原(yuan)料，部分地(di)區水鎂石(shi)的(de)化學(xue)成分見表2。

表(biao)2水鎂石的化學成分/%

③輕燒氧(yang)化鎂(mei)。以(yi)輕燒氧(yang)化鎂(mei)作為(wei)電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)原料(liao)，可(ke)(ke)以(yi)使(shi)生產環境得(de)到改善，可(ke)(ke)以(yi)降低運(yun)輸費用(yong)。由于(yu)電(dian)熔(rong)時排出氣(qi)體少，成分也較均勻，對提高電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)質量有利。

我(wo)國有一(yi)些電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)以輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制成(cheng)(cheng)球料入(ru)爐電熔(rong)(rong)。輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)含(han)量(liang)達到98%，以此料能生產(chan)出(chu)白色(se)大結晶(jing)電熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。但由(you)于成(cheng)(cheng)球費(fei)用高，影響生產(chan)成(cheng)(cheng)本。目前，有的(de)(de)廠家(jia)采(cai)用反(fan)射爐輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)，以一(yi)定的(de)(de)粒度加入(ru)熔(rong)(rong)爐電熔(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)質量(liang)比用菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)好，成(cheng)(cheng)本又比用球料作原料時便(bian)宜，因而得到了一(yi)定的(de)(de)推(tui)廣。

④燒(shao)(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了某些電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)特殊要求，有時(shi)(shi)必須(xu)在電(dian)熔(rong)(rong)過程中(zhong)采用(yong)(yong)(yong)燒(shao)(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原料，如(ru)采用(yong)(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原料，一般首先利用(yong)(yong)(yong)處理海水和石灰乳(ru)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)生產氫氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)，將(jiang)氫氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)(shao)成(cheng)輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)(yong)其(qi)他(ta)方法(fa)也(ye)可(ke)以制(zhi)得輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)制(zhi)取方法(fa))，采用(yong)(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)原料生產電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉(la)特爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)，極少量(liang)的(de)(de)雜質(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)雜質(zhi)，可(ke)明顯影響晶(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)長(chang)大。因(yin)為(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)在于增加晶(jing)(jing)界(jie)(jie)運(yun)動所(suo)需的(de)(de)能量(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)(shi)，晶(jing)(jing)體(ti)能量(liang)降低(di)，其(qi)降低(di)量(liang)與(yu)第(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面積成(cheng)正比，所(suo)以必須(xu)提高晶(jing)(jing)界(jie)(jie)能，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)才能離開(kai)第(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)繼(ji)續運(yun)動。并(bing)且當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)(shi)，與(yu)第(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)必須(xu)變形，第(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒(li)長(chang)大的(de)(de)極限尺寸愈小。

另一(yi)方面為了降低(di)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂的顯氣(qi)孔(kong)率，也應盡量減少原料氧(yang)化鎂的氣(qi)體排(pai)出，因此(ci)，采用燒(shao)結鎂砂電(dian)熔(rong)有其顯著優點(dian)。

⑤電熔(rong)氧化鎂單晶(jing)的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特(te)性(xing)是同原子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)(zi)的量子(zi)(zi)(zi)力(li)學本性(xing)如(ru)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的尺(chi)寸，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的電位(wei)數(shu)值，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的電子(zi)(zi)(zi)外層(ceng)結(jie)構等相關(guan)聯。而氧化鎂(mei)的離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸、質量和(he)(he)電荷、陽(yang)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)之間的結(jie)合特(te)性(xing)和(he)(he)強度(du)、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的極化作用、結(jie)晶構造等決定(ding)它是一高熔點化合物。

氧化鎂的(de)熔點和結(jie)構參數(shu)：陽離子(zi)(zi)半徑0.074mm;陰(yin)離子(zi)(zi)半徑0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配位數(shu)6;有(you)效(xiao)配位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)(de)最重要過(guo)(guo)程(cheng)是(shi)由各(ge)種鎂(mei)(mei)質原(yuan)料，通過(guo)(guo)各(ge)種形式(shi)的(de)(de)加熱(re)方法產(chan)生高溫使鎂(mei)(mei)質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)，變(bian)成(cheng)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)體(ti)。要使氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)融(rong)，必須(xu)消耗大(da)量(liang)的(de)(de)熱(re)能，以(yi)克服離子間(jian)的(de)(de)引(yin)力。通過(guo)(guo)強大(da)電弧產(chan)生高溫而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)方法叫(jiao)做電弧熔(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)一(yi)(yi)般(ban)包括熱(re)的(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)長大(da)等(deng)一(yi)(yi)系(xi)列物理化(hua)(hua)(hua)學(xue)變(bian)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)水過(guo)程。用水鎂石(shi)作原料有一脫(tuo)水過(guo)程。水鎂石(shi)的主要(yao)成(cheng)分是氫氧化(hua)鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過程。用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦作為原(yuan)料時(shi)有(you)一個脫(tuo)碳(tan)過程，脫(tuo)碳(tan)過程包括兩(liang)個方面。一方面是(shi)菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)的(de)熱分解，菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)的(de)主(zhu)要成分是(shi)碳(tan)酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由于在(zai)電(dian)熔過程(cheng)中往往在(zai)原(yuan)料氧(yang)化鎂中加入石(shi)墨粉(fen)末添加物(wu)(助劑)，在(zai)電(dian)熔爐起動過程(cheng)中需在(zai)三電(dian)極(石(shi)墨電(dian)極)的下端用石(shi)墨粉(fen)末鋪(pu)成三角形或星形導線路，在(zai)通電(dian)過程(cheng)中受熱燒損或完全燃燒除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子(zi)和氧(yang)(yang)離子(zi)在(zai)強電(dian)(dian)弧產生(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)能作用下，克服單晶體(ti)中(zhong)的(de)(de)晶格(ge)能的(de)(de)束縛，變成能自由(you)運動(dong)的(de)(de)過(guo)程(cheng)。也(ye)就是說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)到(dao)一定溫(wen)度(du)(熔(rong)(rong)點(dian))就會由(you)固體(ti)變成液體(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)。在(zai)這一過(guo)程(cheng)中(zhong)需消(xiao)耗(hao)(hao)大(da)量的(de)(de)電(dian)(dian)能。據電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產者對(dui)用水(shui)鎂(mei)石作原料生(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱(re)(re)平衡(heng)的(de)(de)衡(heng)算(suan)，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)比例如下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)晶體(ti)生(sheng)成熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成熱(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)(lu)殼(ke)的(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)(lu)子(zi)表面散熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走(zou)熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能損(sun)失值(zhi)3.2%，從(cong)這些統(tong)計數據可以看出，在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)