電(dian)弧熔爐生(sheng)產電(dian)熔氧化鎂的工藝流(liu)程主(zhu)要包括(kuo)：原料配料、電(dian)弧熔融、破碎(sui)、選別、粉碎(sui)、篩別、磁選、分類包裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有豐(feng)富(fu)的優質菱鎂礦石(shi)，氧化(hua)鎂含(han)量高，又易于開采，因此，被廣泛用作電熔氧化(hua)鎂的原料(liao)。采用菱鎂石(shi)作原料(liao)，碳酸鎂分解產生(sheng)CO2氣體(ti)，由于有大量氣體(ti)從爐內排出影響著電熔過(guo)程(cheng)的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的結晶帶的形(xing)成(cheng)均有不利(li)影響，由(you)于大量塵(chen)料飛損(sun)，使物料損(sun)耗(hao)和能量消耗(hao)增高(gao)，也惡化(hua)了車間生產環(huan)境。但由(you)于優質菱鎂(mei)(mei)礦石容易獲得，價格(ge)很低廉，所(suo)以，仍是我(wo)國電熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)用(yong)得最(zui)多最(zui)廣泛的原(yuan)料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)。菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)石中(zhong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)含量(liang)(liang)高(gao)低和化(hua)(hua)學成(cheng)分直(zhi)接影(ying)響到電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)量(liang)(liang)，同(tong)時在電(dian)熔(rong)過(guo)程中(zhong)也直(zhi)接影(ying)響到電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)得到的(de)品(pin)級比(bi)例，因此(ci)，為(wei)了保證電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)量(liang)(liang)和品(pin)級比(bi)例，必(bi)須(xu)對各種礦(kuang)(kuang)石進行適當的(de)配比(bi)后進行熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石。我(wo)國的遼寧(ning)省水(shui)鎂(mei)(mei)石的礦源(yuan)非常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)石中氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦石。它也是一(yi)種制(zhi)造電熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的原料，部分地區水(shui)鎂(mei)(mei)石的化(hua)(hua)學成(cheng)分見表(biao)2。

表(biao)2水鎂(mei)石的(de)化學成分/%

③輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。以(yi)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)作(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)原料(liao)，可以(yi)使生產環境得到改(gai)善，可以(yi)降低(di)運輸(shu)費用。由于電(dian)熔(rong)(rong)時排出(chu)氣體少(shao)，成分也較均勻，對提高電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)質量有利。

我國(guo)有一些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂以輕(qing)(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂制成(cheng)球(qiu)(qiu)料(liao)入爐(lu)電(dian)熔(rong)。輕(qing)(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂的(de)氧(yang)化(hua)鎂含(han)量(liang)達到98%，以此(ci)料(liao)能(neng)生產(chan)出白色大結晶電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂。但由于成(cheng)球(qiu)(qiu)費用高，影響(xiang)生產(chan)成(cheng)本(ben)。目前(qian)，有的(de)廠(chang)家采用反射爐(lu)輕(qing)(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂，以一定的(de)粒度加入熔(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂的(de)質(zhi)量(liang)比用菱鎂礦石好，成(cheng)本(ben)又比用球(qiu)(qiu)料(liao)作(zuo)原料(liao)時便宜，因而得到了(le)一定的(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)砂(sha)(sha)。為(wei)(wei)了某些電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的特殊要求，有(you)時(shi)必須在電(dian)熔過(guo)程中采用(yong)(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔原(yuan)(yuan)料(liao)，如采用(yong)(yong)海水鎂(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔原(yuan)(yuan)料(liao)，一般首先(xian)利用(yong)(yong)處理海水和石灰乳(ru)作(zuo)用(yong)(yong)生(sheng)(sheng)產氫(qing)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)，將氫(qing)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)煅燒(shao)(shao)成輕(qing)燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)其(qi)他方法(fa)也可以制(zhi)得輕(qing)燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(詳見工業氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的制(zhi)取(qu)方法(fa))，采用(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原(yuan)(yuan)料(liao)生(sheng)(sheng)產電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研(yan)究認為(wei)(wei)，極少量的雜(za)質氣(qi)體(相(xiang)(xiang))也屬于晶體的雜(za)質，可明顯影(ying)響晶粒(li)的長(chang)(chang)大(da)(da)。因為(wei)(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)的作(zuo)用(yong)(yong)在于增加晶界運動所(suo)需(xu)的能量。當(dang)晶界與第二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶體能量降低，其(qi)降低量與第二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面積成正比，所(suo)以必須提高晶界能，晶界才(cai)能離開第二(er)相(xiang)(xiang)繼續(xu)運動。并且當(dang)晶界與第二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與第二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面積相(xiang)(xiang)等的晶界必須變形，第二(er)相(xiang)(xiang)數量愈多(duo)，晶粒(li)長(chang)(chang)大(da)(da)的極限尺寸愈小。

另一(yi)方(fang)面為了降低電熔凝氧化鎂的顯氣(qi)孔率，也(ye)應盡量減(jian)少原料氧化鎂的氣(qi)體排(pai)出，因此，采用燒(shao)結(jie)鎂砂電熔有其顯著優點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶的(de)化(hua)學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是(shi)同原子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)力(li)學本性如(ru)離子(zi)(zi)(zi)半(ban)徑(jing)的(de)尺寸，離子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)(dian)位數值，離子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)外層(ceng)結構等相關(guan)聯。而(er)氧化(hua)鎂的(de)離子(zi)(zi)(zi)尺寸、質量和(he)(he)電(dian)(dian)荷、陽(yang)離子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)陰離子(zi)(zi)(zi)之間的(de)結合特性和(he)(he)強度(du)、離子(zi)(zi)(zi)的(de)極(ji)化(hua)作用、結晶構造等決(jue)定它是(shi)一高熔(rong)點化(hua)合物(wu)。

氧(yang)化鎂的熔點和結構參數(shu)：陽(yang)離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)位數(shu)6;有效配(pei)位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化鎂(mei)制造的(de)(de)最重要(yao)過(guo)(guo)程是由(you)各(ge)種鎂(mei)質原料(liao)，通(tong)過(guo)(guo)各(ge)種形式的(de)(de)加(jia)熱(re)方(fang)法(fa)產生(sheng)高(gao)溫使鎂(mei)質材(cai)料(liao)(MgO)熔(rong)化，變(bian)成氧化鎂(mei)熔(rong)體(ti)。要(yao)使氧化鎂(mei)熔(rong)融，必須消耗大(da)量的(de)(de)熱(re)能，以克服離子間(jian)的(de)(de)引力。通(tong)過(guo)(guo)強(qiang)大(da)電(dian)(dian)弧(hu)產生(sheng)高(gao)溫而熔(rong)化氧化鎂(mei)的(de)(de)方(fang)法(fa)叫(jiao)做電(dian)(dian)弧(hu)熔(rong)融法(fa)。這個融化過(guo)(guo)程一(yi)般包括(kuo)熱(re)的(de)(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)化、析晶、晶體(ti)長大(da)等(deng)一(yi)系列物理(li)化學變(bian)化的(de)(de)過(guo)(guo)程。

①脫水(shui)過程(cheng)(cheng)(cheng)。用水(shui)鎂(mei)石(shi)作原(yuan)料有一脫水(shui)過程(cheng)(cheng)(cheng)。水(shui)鎂(mei)石(shi)的主要成分是氫氧(yang)化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)過程(cheng)(cheng)(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過程。用菱(ling)鎂礦(kuang)作為原料時有一(yi)個(ge)脫(tuo)碳(tan)過程，脫(tuo)碳(tan)過程包括(kuo)兩個(ge)方(fang)面。一(yi)方(fang)面是(shi)(shi)菱(ling)鎂礦(kuang)石的熱分解，菱(ling)鎂礦(kuang)石的主(zhu)要成分是(shi)(shi)碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于在(zai)(zai)(zai)電(dian)(dian)熔過程中(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)(zai)(zai)原(yuan)料(liao)氧化(hua)鎂中(zhong)加入石墨(mo)粉末添加物(wu)(助劑)，在(zai)(zai)(zai)電(dian)(dian)熔爐(lu)起動(dong)過程中(zhong)需在(zai)(zai)(zai)三(san)電(dian)(dian)極(石墨(mo)電(dian)(dian)極)的(de)下端用石墨(mo)粉末鋪成三(san)角形或星形導線路，在(zai)(zai)(zai)通電(dian)(dian)過程中(zhong)受熱燒損或完全(quan)燃燒除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化過程(cheng)。熔(rong)化過程(cheng)即(ji)氧(yang)化鎂(mei)中鎂(mei)離子(zi)(zi)和氧(yang)離子(zi)(zi)在(zai)強電(dian)弧(hu)產生(sheng)(sheng)的熱(re)能(neng)作(zuo)用下，克服單晶(jing)體中的晶(jing)格能(neng)的束縛，變成能(neng)自由運(yun)動(dong)的過程(cheng)。也就是說，氧(yang)化鎂(mei)加(jia)熱(re)到一定溫(wen)度(du)(熔(rong)點)就會由固體變成液體，叫熔(rong)化。在(zai)這(zhe)一過程(cheng)中需消(xiao)耗(hao)大量的電(dian)能(neng)。據電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)生(sheng)(sheng)產者對(dui)用水鎂(mei)石作(zuo)原料生(sheng)(sheng)產電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的熱(re)平衡的衡算，熱(re)消(xiao)耗(hao)的比(bi)例如下：氧(yang)化鎂(mei)晶(jing)體生(sheng)(sheng)成熱(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)34.9%，渣(zha)皮消(xiao)耗(hao)熱(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成熱(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)熱(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐殼的水耗(hao)熱(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)(zi)表(biao)面散熱(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失值(zhi)3.2%，從(cong)這(zhe)些統計數(shu)據可以(yi)看出，在(zai)電(dian)熔(rong)