電弧熔爐(lu)生產電熔氧化鎂(mei)的工(gong)藝流程主要包(bao)括：原料配料、電弧熔融(rong)、破(po)碎(sui)、選(xuan)別(bie)(bie)、粉碎(sui)、篩別(bie)(bie)、磁選(xuan)、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富的優質菱鎂(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)含量高，又易于開(kai)采(cai)，因此，被廣泛用(yong)作電熔氧化(hua)鎂(mei)的原料。采(cai)用(yong)菱鎂(mei)石作原料，碳(tan)酸鎂(mei)分(fen)解產生CO2氣(qi)體(ti)(ti)，由于有(you)大量氣(qi)體(ti)(ti)從爐內排出影響(xiang)著電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂(mei)的(de)結(jie)晶帶(dai)的(de)形成均有不利影響(xiang)，由于大量塵料(liao)飛損，使物(wu)料(liao)損耗和能量消(xiao)耗增高，也惡化了車間生產(chan)環(huan)境。但由于優質菱鎂(mei)礦(kuang)石容易獲得，價(jia)格(ge)很(hen)低廉，所以(yi)，仍是(shi)我國(guo)電熔氧化鎂(mei)用得最多最廣泛(fan)的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)。菱鎂礦(kuang)石(shi)中氧化(hua)(hua)鎂的(de)含(han)量(liang)高低和(he)化(hua)(hua)學成分直接(jie)影響(xiang)(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)(hua)鎂的(de)質量(liang)，同時在電(dian)熔(rong)(rong)過程中也直接(jie)影響(xiang)(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)(hua)鎂得到(dao)的(de)品級比例(li)，因此，為了(le)保證電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)(hua)鎂的(de)質量(liang)和(he)品級比例(li)，必(bi)須對各(ge)種(zhong)礦(kuang)石(shi)進行適當的(de)配(pei)比后進行熔(rong)(rong)煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)石(shi)。我國的(de)(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)石(shi)的(de)(de)礦(kuang)源非常(chang)豐富(fu)，水(shui)鎂(mei)石(shi)中氧化鎂(mei)含量高于(yu)菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)。它也是(shi)一(yi)種制造電熔凝氧化鎂(mei)的(de)(de)原料，部分地區水(shui)鎂(mei)石(shi)的(de)(de)化學成分見表2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕(qing)燒氧化鎂(mei)。以輕(qing)燒氧化鎂(mei)作為電熔(rong)氧化鎂(mei)原料(liao)，可(ke)以使(shi)生(sheng)產環(huan)境得到改善，可(ke)以降低運輸費用。由(you)于電熔(rong)時排出氣體(ti)少，成分也較均勻，對提高電熔(rong)氧化鎂(mei)質量有利。

我(wo)國有一些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)以輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制成(cheng)球(qiu)料(liao)(liao)入(ru)爐電(dian)熔(rong)。輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)含量達到98%，以此料(liao)(liao)能生產出(chu)白色大結晶電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。但(dan)由于成(cheng)球(qiu)費用高，影(ying)響生產成(cheng)本(ben)。目前，有的廠家采用反射(she)爐輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)，以一定的粒度加入(ru)熔(rong)爐電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的質量比用菱鎂(mei)礦石好，成(cheng)本(ben)又(you)比用球(qiu)料(liao)(liao)作原料(liao)(liao)時便宜，因而得到了一定的推(tui)廣。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)了某些電熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)特(te)殊要求(qiu)，有時(shi)必須在(zai)電熔(rong)過程(cheng)中采用(yong)(yong)燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作為(wei)電熔(rong)原料(liao)，如采用(yong)(yong)海(hai)水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作為(wei)電熔(rong)原料(liao)，一般首先(xian)利(li)用(yong)(yong)處理(li)海(hai)水(shui)(shui)和石灰(hui)乳(ru)作用(yong)(yong)生產氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成(cheng)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他(ta)方(fang)法也可(ke)以制(zhi)得輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工(gong)業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)制(zhi)取方(fang)法)，采用(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作為(wei)原料(liao)生產電熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研(yan)究認為(wei)，極少量(liang)(liang)的(de)(de)(de)雜質(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)體(ti)的(de)(de)(de)雜質(zhi)，可(ke)明(ming)顯影響晶(jing)粒的(de)(de)(de)長大。因為(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作用(yong)(yong)在(zai)于(yu)增加晶(jing)界(jie)運(yun)動所(suo)需的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)。當晶(jing)界(jie)與(yu)第二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)體(ti)能(neng)量(liang)(liang)降低(di)，其降低(di)量(liang)(liang)與(yu)第二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積成(cheng)正比，所(suo)以必須提高晶(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)才能(neng)離開(kai)第二(er)(er)相(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并且當晶(jing)界(jie)與(yu)第二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，與(yu)第二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積相(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)界(jie)必須變形，第二(er)(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈多，晶(jing)粒長大的(de)(de)(de)極限(xian)尺寸愈小。

另一方面為(wei)了降低電熔(rong)凝氧化鎂的顯(xian)氣(qi)孔率，也(ye)應盡量減少(shao)原(yuan)料氧化鎂的氣(qi)體(ti)排出，因此，采用(yong)燒(shao)結鎂砂(sha)電熔(rong)有其顯(xian)著優點。

⑤電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂單(dan)晶的(de)化(hua)學原料(liao)質量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)(xing)是同原子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和分子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)力(li)學本(ben)性(xing)(xing)如離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)半(ban)徑(jing)的(de)(de)尺寸(cun)，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電位(wei)數值，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)外層結構等相關聯。而氧化鎂的(de)(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸(cun)、質量和電荷、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和陰離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)結合(he)(he)特性(xing)(xing)和強度、離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極化作(zuo)用、結晶構造等決定它是一(yi)高熔點化合(he)(he)物(wu)。

氧化鎂的熔(rong)點(dian)和結構(gou)參(can)數：陽離子(zi)半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離子(zi)半(ban)徑(jing)0.53mm;結構(gou)類(lei)型NaCl;配(pei)位數6;有效配(pei)位數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)2800℃。

電熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)制造(zao)的(de)最重要過程(cheng)(cheng)是由各種鎂(mei)質原料(liao)，通(tong)過各種形(xing)式的(de)加(jia)熱方法產(chan)生高溫(wen)使(shi)鎂(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)，變成氧化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)(rong)(rong)體(ti)。要使(shi)氧化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)(rong)(rong)融，必(bi)須(xu)消(xiao)耗(hao)大量的(de)熱能(neng)，以克服離(li)子間的(de)引力。通(tong)過強(qiang)大電弧產(chan)生高溫(wen)而熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)氧化(hua)鎂(mei)的(de)方法叫(jiao)做電弧熔(rong)(rong)(rong)(rong)融法。這個融化(hua)過程(cheng)(cheng)一(yi)般包(bao)括熱的(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)、析晶、晶體(ti)長大等一(yi)系列物理(li)化(hua)學變化(hua)的(de)過程(cheng)(cheng)。

①脫水(shui)過程。用水(shui)鎂(mei)石(shi)作原料(liao)有(you)一脫水(shui)過程。水(shui)鎂(mei)石(shi)的主(zhu)要成分是氫(qing)氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)(guo)程。用菱(ling)鎂礦(kuang)作為原料時有一個(ge)脫碳過(guo)(guo)程，脫碳過(guo)(guo)程包括兩個(ge)方(fang)面。一方(fang)面是菱(ling)鎂礦(kuang)石的(de)熱(re)分解，菱(ling)鎂礦(kuang)石的(de)主要成(cheng)分是碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由(you)于在(zai)(zai)(zai)電(dian)熔過(guo)程中往往在(zai)(zai)(zai)原料(liao)氧化鎂(mei)中加入石墨(mo)粉末添(tian)加物(助劑(ji))，在(zai)(zai)(zai)電(dian)熔爐起動過(guo)程中需在(zai)(zai)(zai)三電(dian)極(石墨(mo)電(dian)極)的下端用石墨(mo)粉末鋪成三角(jiao)形或星形導線路，在(zai)(zai)(zai)通電(dian)過(guo)程中受熱燒損或完全燃燒除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)即(ji)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離(li)子和氧(yang)離(li)子在強(qiang)電(dian)弧產生(sheng)(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)作(zuo)用下，克(ke)服(fu)單晶體(ti)中(zhong)的(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)束縛，變(bian)成能(neng)自由運動的(de)(de)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)。也(ye)就是說，氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)(re)到一(yi)(yi)定溫度(熔(rong)(rong)(rong)點)就會由固(gu)體(ti)變(bian)成液體(ti)，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)。在這一(yi)(yi)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)需消(xiao)耗(hao)大量的(de)(de)電(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)(sheng)產者對(dui)用水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料生(sheng)(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)的(de)(de)比例如(ru)下：氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)晶體(ti)生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂(sha)生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水(shui)(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼(ke)的(de)(de)水(shui)(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子表(biao)面散(san)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶(dai)走(zou)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損(sun)失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據(ju)可以(yi)看出(chu)，在電(dian)熔(rong)(rong)(rong)