電弧熔爐生(sheng)產電熔氧化鎂(mei)的工藝(yi)流(liu)程(cheng)主要包括：原料配料、電弧熔融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁(ci)選、分類包裝(zhuang)等。

(1)原料

我(wo)國有豐(feng)富的(de)優質菱(ling)鎂(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)含(han)量高(gao)，又易于開采，因此，被廣泛用(yong)作電熔氧化(hua)鎂(mei)的(de)原料(liao)。采用(yong)菱(ling)鎂(mei)石作原料(liao)，碳(tan)酸鎂(mei)分解產生CO2氣(qi)體(ti)，由于有大量氣(qi)體(ti)從爐(lu)內排出影(ying)響著電熔過程的(de)進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)結晶帶的(de)形成均有不利影響，由(you)(you)于(yu)大量(liang)塵料(liao)(liao)飛損，使物料(liao)(liao)損耗和能量(liang)消耗增高，也惡化(hua)了車間(jian)生產環境(jing)。但(dan)由(you)(you)于(yu)優(you)質菱鎂(mei)(mei)礦石容(rong)易(yi)獲(huo)得(de)，價(jia)格很低廉，所以，仍是(shi)我國電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)用得(de)最(zui)多最(zui)廣泛的(de)原料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)礦石中氧化(hua)鎂(mei)(mei)的含量高(gao)低和(he)化(hua)學成分直(zhi)接影響到(dao)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的質量，同時在電(dian)熔(rong)(rong)過(guo)程中也直(zhi)接影響到(dao)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)得到(dao)的品級比例，因(yin)此，為了保證電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的質量和(he)品級比例，必須對各種(zhong)礦石進行適當的配比后進行熔(rong)(rong)煉。

②水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)。我國的遼寧(ning)省水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的礦源非常豐富，水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)中氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量高(gao)于菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)。它也是(shi)一種制造電熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的原(yuan)料(liao)，部(bu)分(fen)地(di)區水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的化(hua)學成分(fen)見表2。

表2水鎂石的化(hua)學(xue)成分/%

③輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。以(yi)(yi)輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)作為電(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)原料，可(ke)以(yi)(yi)使生產環境(jing)得到改善，可(ke)以(yi)(yi)降(jiang)低運輸費(fei)用。由于(yu)電(dian)熔時排出(chu)氣體少，成分也較均(jun)勻，對提高(gao)電(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)質量有(you)利。

我國有一(yi)些(xie)電(dian)(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)以輕(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)制(zhi)成(cheng)球(qiu)料入(ru)爐(lu)電(dian)(dian)熔。輕(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的氧化(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量(liang)達到98%，以此料能生(sheng)產出(chu)白色大結晶電(dian)(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)。但由(you)于成(cheng)球(qiu)費用高，影響生(sheng)產成(cheng)本。目前，有的廠家采用反射爐(lu)輕(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)，以一(yi)定(ding)的粒(li)度(du)加入(ru)熔爐(lu)電(dian)(dian)熔，電(dian)(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)的質量(liang)比用菱鎂(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本又比用球(qiu)料作原料時便宜，因而得到了一(yi)定(ding)的推(tui)廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂。為了(le)某些電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的特殊要(yao)求，有時(shi)(shi)必須在(zai)電(dian)(dian)熔過程(cheng)中(zhong)采用(yong)(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為電(dian)(dian)熔原料，如采用(yong)(yong)海水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為電(dian)(dian)熔原料，一(yi)般首(shou)先利用(yong)(yong)處理海水(shui)(shui)和石灰乳作(zuo)用(yong)(yong)生產氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其(qi)他方法也可(ke)以制得輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的制取(qu)方法)，采用(yong)(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)為原料生產電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉特爾(er)(Ruttere)等研究認為，極少量(liang)的雜質氣體(ti)(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)的雜質，可(ke)明顯影響晶(jing)(jing)粒(li)的長大。因為雜質相(xiang)(xiang)(xiang)的作(zuo)用(yong)(yong)在(zai)于(yu)增加晶(jing)(jing)界運動(dong)所需的能(neng)量(liang)。當晶(jing)(jing)界與第(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)(shi)，晶(jing)(jing)體(ti)(ti)能(neng)量(liang)降(jiang)低，其(qi)降(jiang)低量(liang)與第(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面(mian)積成正比，所以必須提高晶(jing)(jing)界能(neng)，晶(jing)(jing)界才(cai)能(neng)離開第(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動(dong)。并且當晶(jing)(jing)界與第(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)(shi)，與第(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面(mian)積相(xiang)(xiang)(xiang)等的晶(jing)(jing)界必須變(bian)形，第(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)粒(li)長大的極限(xian)尺(chi)寸愈(yu)小(xiao)。

另一方(fang)面為了降(jiang)低電熔凝(ning)氧化鎂的顯氣孔率，也應盡量減少原(yuan)料氧化鎂的氣體排出，因此，采(cai)用燒結鎂砂電熔有(you)其顯著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原料(liao)質(zhi)量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是同原(yuan)子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)力學本性(xing)如(ru)離(li)子(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺寸，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)位(wei)數值，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)外層結(jie)構等相關聯。而氧化(hua)鎂的(de)(de)離(li)子(zi)(zi)尺寸、質量和電(dian)荷、陽離(li)子(zi)(zi)和陰離(li)子(zi)(zi)之間的(de)(de)結(jie)合(he)特(te)性(xing)和強度、離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)極化(hua)作用、結(jie)晶構造等決定它是一高熔(rong)點化(hua)合(he)物。

氧化鎂的熔點(dian)和結構(gou)參(can)數(shu)：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)(de)最重要(yao)過(guo)(guo)程是由各(ge)種(zhong)鎂(mei)質(zhi)(zhi)原料，通(tong)(tong)過(guo)(guo)各(ge)種(zhong)形式的(de)(de)(de)加熱(re)方法(fa)產生高(gao)溫使(shi)鎂(mei)質(zhi)(zhi)材料(MgO)熔(rong)化(hua)，變(bian)成氧化(hua)鎂(mei)熔(rong)體(ti)。要(yao)使(shi)氧化(hua)鎂(mei)熔(rong)融(rong)，必須(xu)消(xiao)耗大量的(de)(de)(de)熱(re)能，以克服(fu)離子(zi)間的(de)(de)(de)引力。通(tong)(tong)過(guo)(guo)強(qiang)大電弧產生高(gao)溫而熔(rong)化(hua)氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)方法(fa)叫做電弧熔(rong)融(rong)法(fa)。這個融(rong)化(hua)過(guo)(guo)程一(yi)般包括熱(re)的(de)(de)(de)傳導(dao)、脫(tuo)水、脫(tuo)碳(tan)、熔(rong)化(hua)、析晶、晶體(ti)長(chang)大等(deng)一(yi)系列物理(li)化(hua)學變(bian)化(hua)的(de)(de)(de)過(guo)(guo)程。

①脫水(shui)過程(cheng)。用水(shui)鎂石(shi)作(zuo)原(yuan)料有一脫水(shui)過程(cheng)。水(shui)鎂石(shi)的主要成分(fen)是氫氧化(hua)鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)程(cheng)(cheng)。用菱鎂(mei)(mei)礦作為(wei)原料時有一(yi)個脫碳過(guo)程(cheng)(cheng)，脫碳過(guo)程(cheng)(cheng)包(bao)括兩(liang)個方面(mian)(mian)。一(yi)方面(mian)(mian)是菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)(shi)的熱分解，菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)(shi)的主要成(cheng)分是碳酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面(mian)，由于在電熔過(guo)(guo)程(cheng)中往往在原料氧化鎂中加入石(shi)墨粉末添加物(wu)(助劑)，在電熔爐(lu)起(qi)動過(guo)(guo)程(cheng)中需(xu)在三(san)電極(石(shi)墨電極)的下(xia)端(duan)用石(shi)墨粉末鋪成三(san)角(jiao)形或星形導(dao)線路，在通電過(guo)(guo)程(cheng)中受熱(re)燒損或完全燃燒除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)程。熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)程即氧(yang)化(hua)鎂中(zhong)鎂離(li)(li)子(zi)和氧(yang)離(li)(li)子(zi)在(zai)強電弧產(chan)生(sheng)的(de)(de)熱能(neng)作(zuo)用下(xia)，克服單晶體(ti)中(zhong)的(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)束縛，變(bian)成(cheng)(cheng)能(neng)自由(you)運動的(de)(de)過(guo)程。也就是說，氧(yang)化(hua)鎂加熱到一(yi)定溫度(熔(rong)(rong)點)就會由(you)固(gu)體(ti)變(bian)成(cheng)(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)。在(zai)這(zhe)一(yi)過(guo)程中(zhong)需(xu)消耗(hao)(hao)大量的(de)(de)電能(neng)。據(ju)電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂生(sheng)產(chan)者(zhe)對(dui)用水鎂石作(zuo)原料生(sheng)產(chan)電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)熱平衡的(de)(de)衡算，熱消耗(hao)(hao)的(de)(de)比例如下(xia)：氧(yang)化(hua)鎂晶體(ti)生(sheng)成(cheng)(cheng)熱消耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)熱值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)(cheng)熱耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水耗(hao)(hao)熱值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)(de)水耗(hao)(hao)熱值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散熱值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶(dai)走熱值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電能(neng)損失(shi)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些(xie)統計(ji)數據(ju)可以(yi)看出，在(zai)電熔(rong)(rong)