電(dian)(dian)(dian)弧熔爐生(sheng)產電(dian)(dian)(dian)熔氧(yang)化鎂的(de)工藝(yi)流(liu)程主要包括：原料配料、電(dian)(dian)(dian)弧熔融、破碎(sui)、選(xuan)別(bie)、粉(fen)碎(sui)、篩別(bie)、磁選(xuan)、分類包裝(zhuang)等。

(1)原料

我(wo)國有豐(feng)富的優質菱鎂(mei)礦石(shi)，氧化鎂(mei)含量高，又(you)易(yi)于開(kai)采(cai)，因(yin)此，被廣泛用作(zuo)(zuo)電(dian)熔氧化鎂(mei)的原料。采(cai)用菱鎂(mei)石(shi)作(zuo)(zuo)原料，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣(qi)體，由(you)于有大量氣(qi)體從爐內(nei)排出(chu)影響著(zhu)電(dian)熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂的(de)結晶帶的(de)形成均有(you)不利影響，由于(yu)大量(liang)塵料飛(fei)損，使(shi)物料損耗和能(neng)量(liang)消耗增高(gao)，也(ye)惡化(hua)(hua)了車間(jian)生產環境(jing)。但(dan)由于(yu)優(you)質菱鎂礦石容易(yi)獲得(de)，價格很低廉，所以，仍是我國電熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂用(yong)得(de)最(zui)多最(zui)廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石中氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的含(han)量(liang)(liang)高低和化(hua)(hua)(hua)學成分直接影響到電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的質量(liang)(liang)，同(tong)時在電(dian)熔過(guo)程(cheng)中也(ye)直接影響到電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)得到的品(pin)級比(bi)例，因此，為(wei)了保證電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的質量(liang)(liang)和品(pin)級比(bi)例，必須對各種礦(kuang)石進行(xing)適當的配(pei)比(bi)后進行(xing)熔煉。

②水(shui)鎂(mei)石。我國的(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)石的(de)礦(kuang)源非常豐(feng)富(fu)，水(shui)鎂(mei)石中氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量高于菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石。它也是一種(zhong)制造(zao)電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)原料，部分地區水(shui)鎂(mei)石的(de)化(hua)學成分見表2。

表2水鎂石的化學成(cheng)分/%

③輕(qing)燒氧化鎂。以(yi)輕(qing)燒氧化鎂作為電(dian)(dian)熔氧化鎂原料，可(ke)以(yi)使生產環境得到改善，可(ke)以(yi)降低運輸(shu)費用。由于電(dian)(dian)熔時排(pai)出氣體少，成分也(ye)較均勻，對提高電(dian)(dian)熔氧化鎂質量有利。

我國有(you)一些電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)以輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)制(zhi)成(cheng)球(qiu)(qiu)料(liao)入(ru)爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)。輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)的氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)達到(dao)98%，以此料(liao)能生產出白色大結晶(jing)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)(qiu)費用(yong)高，影響生產成(cheng)本。目(mu)前，有(you)的廠家采用(yong)反射爐(lu)輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)，以一定(ding)的粒度加入(ru)熔(rong)(rong)(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的質量(liang)比(bi)用(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石好，成(cheng)本又比(bi)用(yong)球(qiu)(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜，因而得到(dao)了一定(ding)的推(tui)廣(guang)。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂(sha)。為了某些(xie)電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)特殊要求，有時(shi)必須在電熔(rong)過程中采用(yong)(yong)燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂(sha)作為電熔(rong)原(yuan)料，如采用(yong)(yong)海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)砂(sha)作為電熔(rong)原(yuan)料，一般首(shou)先利(li)用(yong)(yong)處理海(hai)水(shui)和石(shi)灰乳(ru)作用(yong)(yong)生產氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)成輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方法也可(ke)以制得輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(詳(xiang)見工(gong)業(ye)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)制取方法)，采用(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作為原(yuan)料生產電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(er)(Ruttere)等研究認為，極少量的(de)雜質氣體(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶體的(de)雜質，可(ke)明顯影響晶粒的(de)長大。因為雜質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作用(yong)(yong)在于增(zeng)加晶界(jie)(jie)運(yun)(yun)動(dong)所(suo)需的(de)能(neng)(neng)量。當(dang)(dang)晶界(jie)(jie)與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，晶體能(neng)(neng)量降低，其降低量與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積成正比，所(suo)以必須提高晶界(jie)(jie)能(neng)(neng)，晶界(jie)(jie)才能(neng)(neng)離開第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)繼續(xu)運(yun)(yun)動(dong)。并(bing)且當(dang)(dang)晶界(jie)(jie)與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)晶界(jie)(jie)必須變形，第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)數量愈多，晶粒長大的(de)極限尺(chi)寸愈小。

另一方面為了降低電熔(rong)凝氧化鎂的顯(xian)氣孔率，也應(ying)盡量(liang)減少原料氧化鎂的氣體排出，因此，采用燒結鎂砂電熔(rong)有(you)其顯(xian)著優點。

⑤電熔氧(yang)化(hua)鎂單晶(jing)的化(hua)學(xue)原料質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原子和分(fen)子的(de)(de)(de)量子力學本(ben)性(xing)如離(li)(li)(li)子半徑(jing)的(de)(de)(de)尺寸，離(li)(li)(li)子的(de)(de)(de)電位數值，離(li)(li)(li)子的(de)(de)(de)電子外層結(jie)構等(deng)相關(guan)聯。而氧化鎂的(de)(de)(de)離(li)(li)(li)子尺寸、質量和電荷、陽(yang)離(li)(li)(li)子和陰離(li)(li)(li)子之間的(de)(de)(de)結(jie)合(he)特性(xing)和強度、離(li)(li)(li)子的(de)(de)(de)極化作用、結(jie)晶構造等(deng)決定它是一高熔點化合(he)物。

氧化(hua)鎂的熔點和結構參數：陽離子(zi)半徑0.074mm;陰離子(zi)半徑0.53mm;結構類型(xing)NaCl;配(pei)位數6;有效配(pei)位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)凝氧化(hua)鎂制造的(de)(de)(de)(de)最(zui)重要(yao)過(guo)(guo)程(cheng)是由各種鎂質(zhi)原料(liao)，通(tong)過(guo)(guo)各種形式的(de)(de)(de)(de)加熱(re)方法(fa)產生高溫(wen)使鎂質(zhi)材料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)，變(bian)成氧化(hua)鎂熔(rong)體。要(yao)使氧化(hua)鎂熔(rong)融，必須消耗大(da)(da)量的(de)(de)(de)(de)熱(re)能，以克服離子(zi)間的(de)(de)(de)(de)引力(li)。通(tong)過(guo)(guo)強大(da)(da)電弧產生高溫(wen)而熔(rong)化(hua)氧化(hua)鎂的(de)(de)(de)(de)方法(fa)叫做(zuo)電弧熔(rong)融法(fa)。這個(ge)融化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)一般包括熱(re)的(de)(de)(de)(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)化(hua)、析晶、晶體長(chang)大(da)(da)等一系列物理化(hua)學變(bian)化(hua)的(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)過(guo)程。用水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)作原(yuan)料有一脫(tuo)水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的主要成分是(shi)氫(qing)氧化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過(guo)程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過(guo)程。用(yong)菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)作(zuo)為原料時有一個(ge)脫(tuo)碳過(guo)程，脫(tuo)碳過(guo)程包括(kuo)兩個(ge)方(fang)面。一方(fang)面是(shi)菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石的(de)(de)熱分解，菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石的(de)(de)主要成分是(shi)碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由(you)于(yu)在(zai)(zai)電(dian)熔過程中(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)(zai)原料氧化鎂中(zhong)加(jia)入石(shi)墨(mo)(mo)粉(fen)末添加(jia)物(助劑)，在(zai)(zai)電(dian)熔爐起動(dong)過程中(zhong)需在(zai)(zai)三電(dian)極(石(shi)墨(mo)(mo)電(dian)極)的(de)下(xia)端用(yong)石(shi)墨(mo)(mo)粉(fen)末鋪(pu)成(cheng)三角形或星形導線路，在(zai)(zai)通電(dian)過程中(zhong)受(shou)熱燒損或完全燃(ran)燒除去石(shi)墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化過(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)(rong)化過(guo)程(cheng)即氧化鎂(mei)(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)離(li)(li)子和氧離(li)(li)子在強電(dian)弧產生(sheng)的(de)熱(re)(re)(re)(re)能作(zuo)(zuo)用(yong)下，克服單晶(jing)(jing)體(ti)中(zhong)的(de)晶(jing)(jing)格(ge)能的(de)束縛(fu)，變(bian)成(cheng)能自由(you)運動(dong)的(de)過(guo)程(cheng)。也就是說，氧化鎂(mei)(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)(re)到一(yi)定溫度(熔(rong)(rong)(rong)點)就會(hui)由(you)固體(ti)變(bian)成(cheng)液(ye)體(ti)，叫(jiao)熔(rong)(rong)(rong)化。在這一(yi)過(guo)程(cheng)中(zhong)需消(xiao)耗大量(liang)的(de)電(dian)能。據(ju)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)生(sheng)產者(zhe)對用(yong)水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石作(zuo)(zuo)原料生(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)熱(re)(re)(re)(re)平衡的(de)衡算(suan)，熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗的(de)比例(li)如(ru)下：氧化鎂(mei)(mei)(mei)晶(jing)(jing)體(ti)生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)耗值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)(shui)耗熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)水(shui)(shui)耗熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面(mian)散(san)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些(xie)統計數據(ju)可以(yi)看出，在電(dian)熔(rong)(rong)(rong)