電(dian)弧(hu)熔爐生產(chan)電(dian)熔氧(yang)化鎂的工(gong)藝流程主要包括：原料(liao)配料(liao)、電(dian)弧(hu)熔融、破碎、選別、粉碎、篩(shai)別、磁選、分類包裝等(deng)。

(1)原料

我(wo)國有豐富的優質菱鎂礦石(shi)(shi)，氧化(hua)鎂含量高，又易于(yu)開采(cai)(cai)，因此，被廣泛(fan)用作電熔氧化(hua)鎂的原料(liao)。采(cai)(cai)用菱鎂石(shi)(shi)作原料(liao)，碳酸鎂分解產(chan)生CO2氣體，由于(yu)有大量氣體從(cong)爐內排出影響(xiang)著電熔過(guo)程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂(mei)(mei)的結(jie)晶帶(dai)的形(xing)成均有(you)不利影響，由于大量塵料(liao)飛損，使(shi)物料(liao)損耗(hao)和能(neng)量消耗(hao)增(zeng)高，也惡(e)化了車間生產環境。但由于優質(zhi)菱鎂(mei)(mei)礦石容(rong)易獲得，價格很低廉，所以，仍是我國(guo)電熔氧化鎂(mei)(mei)用(yong)得最多(duo)最廣(guang)泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石中氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)含(han)量(liang)高低(di)和(he)化(hua)(hua)學成分直(zhi)接影響到電熔凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)，同時在電熔過程(cheng)中也直(zhi)接影響到電熔凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)得到的(de)品級比(bi)例，因此，為(wei)了(le)保(bao)證電熔凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)和(he)品級比(bi)例，必須對各(ge)種礦(kuang)石進行適(shi)當的(de)配(pei)比(bi)后進行熔煉(lian)。

②水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石。我國的(de)遼寧省水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)礦(kuang)(kuang)源非常(chang)豐富，水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石中氧(yang)化鎂(mei)(mei)含量高(gao)于菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)石。它也是一(yi)種制(zhi)造電(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)原料，部分(fen)地區水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)化學成(cheng)分(fen)見表2。

表2水鎂石的化(hua)學(xue)成分/%

③輕燒氧化鎂。以(yi)輕燒氧化鎂作(zuo)為電熔(rong)(rong)氧化鎂原料(liao)，可(ke)以(yi)使(shi)生產環(huan)境(jing)得到改善(shan)，可(ke)以(yi)降低運(yun)輸(shu)費用(yong)。由于(yu)電熔(rong)(rong)時排出氣體少，成(cheng)分也較均勻，對提高電熔(rong)(rong)氧化鎂質量有利。

我國有一(yi)(yi)些電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)以輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)制成球(qiu)料(liao)入爐電(dian)熔(rong)。輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)化(hua)鎂(mei)含(han)量達到(dao)98%，以此料(liao)能生產出白色大結晶電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。但由于成球(qiu)費用(yong)高，影響生產成本(ben)。目前，有的(de)廠家(jia)采(cai)用(yong)反射爐輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)，以一(yi)(yi)定的(de)粒度加入熔(rong)爐電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質量比(bi)用(yong)菱鎂(mei)礦石好，成本(ben)又比(bi)用(yong)球(qiu)料(liao)作(zuo)原(yuan)料(liao)時便(bian)宜，因而得到(dao)了一(yi)(yi)定的(de)推廣。

④燒結(jie)鎂砂(sha)(sha)。為(wei)了(le)某些電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)特殊要求，有時必須在(zai)(zai)電熔(rong)過程中采用(yong)(yong)(yong)燒結(jie)鎂砂(sha)(sha)作(zuo)為(wei)電熔(rong)原(yuan)(yuan)料，如(ru)采用(yong)(yong)(yong)海水(shui)鎂砂(sha)(sha)作(zuo)為(wei)電熔(rong)原(yuan)(yuan)料，一般首先利用(yong)(yong)(yong)處理海水(shui)和石灰乳作(zuo)用(yong)(yong)(yong)生(sheng)產氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂，將氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂煅燒成輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂。用(yong)(yong)(yong)其(qi)他方(fang)法(fa)也(ye)可(ke)以制(zhi)得輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(詳(xiang)見工業氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)制(zhi)取方(fang)法(fa))，采用(yong)(yong)(yong)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂作(zuo)為(wei)原(yuan)(yuan)料生(sheng)產電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極(ji)少(shao)量(liang)(liang)的(de)(de)雜質氣體(ti)(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)雜質，可(ke)明顯影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)長(chang)大。因為(wei)雜質相(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)在(zai)(zai)于增加晶(jing)(jing)(jing)(jing)界運(yun)(yun)動所需的(de)(de)能量(liang)(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界與第二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)能量(liang)(liang)降低(di)，其(qi)降低(di)量(liang)(liang)與第二相(xiang)(xiang)橫截(jie)(jie)面積成正比(bi)，所以必須提(ti)高晶(jing)(jing)(jing)(jing)界能，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界才(cai)能離開(kai)第二相(xiang)(xiang)繼續運(yun)(yun)動。并且當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界與第二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與第二相(xiang)(xiang)橫截(jie)(jie)面積相(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界必須變形，第二相(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)長(chang)大的(de)(de)極(ji)限尺寸愈小。

另一方面(mian)為了(le)降低電熔(rong)凝氧化鎂(mei)的(de)顯(xian)氣孔(kong)率，也應(ying)盡量減少原料氧化鎂(mei)的(de)氣體排出，因(yin)此，采用(yong)燒結鎂(mei)砂電熔(rong)有其顯(xian)著優(you)點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單(dan)晶的化(hua)學原料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是同(tong)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)力(li)學(xue)本性如離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)半(ban)徑的(de)(de)(de)尺寸(cun)，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電位(wei)數值(zhi)，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)外層結構等(deng)相關聯(lian)。而(er)氧(yang)化鎂的(de)(de)(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸(cun)、質量(liang)(liang)和(he)(he)電荷、陽(yang)離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)(he)陰離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)(de)結合(he)(he)特(te)性和(he)(he)強度、離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)極(ji)化作用、結晶構造等(deng)決定它是一高熔點化合(he)(he)物。

氧化鎂的熔點和結構參數：陽離(li)子(zi)半徑(jing)0.074mm;陰離(li)子(zi)半徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)位數6;有效配(pei)位數8.5;密(mi)度(du)3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂制造的最重要過(guo)程是由各種鎂質(zhi)原(yuan)料，通(tong)過(guo)各種形式的加熱方法(fa)(fa)(fa)產生高溫(wen)使(shi)鎂質(zhi)材(cai)料(MgO)熔(rong)(rong)(rong)化，變成氧(yang)化鎂熔(rong)(rong)(rong)體(ti)。要使(shi)氧(yang)化鎂熔(rong)(rong)(rong)融(rong)，必須(xu)消耗大量的熱能，以克服(fu)離子間(jian)的引力(li)。通(tong)過(guo)強大電弧(hu)產生高溫(wen)而熔(rong)(rong)(rong)化氧(yang)化鎂的方法(fa)(fa)(fa)叫做電弧(hu)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)法(fa)(fa)(fa)。這(zhe)個融(rong)化過(guo)程一般包括熱的傳導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)(rong)化、析晶、晶體(ti)長大等一系列物理化學變化的過(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)過程(cheng)。用水(shui)鎂(mei)石(shi)作原料有(you)一脫(tuo)水(shui)過程(cheng)。水(shui)鎂(mei)石(shi)的主(zhu)要(yao)成分是(shi)氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)碳過程(cheng)。用菱(ling)鎂礦作為原料時有(you)一(yi)個(ge)脫(tuo)(tuo)碳過程(cheng)，脫(tuo)(tuo)碳過程(cheng)包括(kuo)兩個(ge)方面(mian)。一(yi)方面(mian)是菱(ling)鎂礦石(shi)的(de)熱(re)分(fen)解，菱(ling)鎂礦石(shi)的(de)主要成(cheng)分(fen)是碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由于(yu)在電(dian)(dian)(dian)熔(rong)過(guo)程中往往在原料氧化鎂中加(jia)入石(shi)墨粉末添加(jia)物(助劑)，在電(dian)(dian)(dian)熔(rong)爐起動(dong)過(guo)程中需在三(san)電(dian)(dian)(dian)極(石(shi)墨電(dian)(dian)(dian)極)的下端用石(shi)墨粉末鋪成三(san)角形或(huo)星形導線路(lu)，在通電(dian)(dian)(dian)過(guo)程中受熱燒(shao)損(sun)或(huo)完(wan)全燃燒(shao)除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)即氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離子(zi)和氧(yang)離子(zi)在(zai)強電弧(hu)產生(sheng)的(de)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)作用下，克服單(dan)晶(jing)體(ti)(ti)中(zhong)的(de)晶(jing)格(ge)能(neng)的(de)束縛，變成(cheng)能(neng)自由運動的(de)過(guo)程(cheng)。也就是(shi)說，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)(re)到一(yi)定(ding)溫(wen)度(熔(rong)(rong)(rong)點)就會(hui)由固體(ti)(ti)變成(cheng)液體(ti)(ti)，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)。在(zai)這一(yi)過(guo)程(cheng)中(zhong)需消耗(hao)(hao)大量的(de)電能(neng)。據電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)產者(zhe)對用水(shui)鎂(mei)(mei)石作原料生(sheng)產電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)熱(re)(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)的(de)比例如(ru)下：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)體(ti)(ti)生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼的(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面(mian)散熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電能(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據可以看(kan)出，在(zai)電熔(rong)(rong)(rong)