電(dian)弧熔爐生(sheng)產電(dian)熔氧化鎂(mei)的工藝流程(cheng)主要包括：原料配料、電(dian)弧熔融(rong)、破(po)碎、選別(bie)、粉(fen)碎、篩別(bie)、磁選、分類包裝等。

(1)原料

我(wo)國有豐富的(de)優質菱鎂礦石，氧化鎂含量(liang)高，又易于開(kai)采(cai)，因此(ci)，被廣泛用作電(dian)熔氧化鎂的(de)原(yuan)料。采(cai)用菱鎂石作原(yuan)料，碳酸鎂分解(jie)產生(sheng)CO2氣體，由(you)于有大量(liang)氣體從爐內排出影(ying)響著電(dian)熔過(guo)程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)的(de)結(jie)晶帶的(de)形成均有不(bu)利影響，由(you)于大(da)量塵料(liao)飛(fei)損，使物料(liao)損耗和能量消耗增高，也惡化(hua)了車間生產環境。但由(you)于優(you)質菱(ling)鎂(mei)礦石容易獲得，價格很低廉，所(suo)以，仍是我國(guo)電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)用(yong)得最(zui)多最(zui)廣(guang)泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)石中(zhong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)含(han)量高低和化(hua)(hua)(hua)學成分(fen)直接影(ying)響到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)(zhi)量，同(tong)時在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)過程(cheng)中(zhong)也直接影(ying)響到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)得到(dao)的(de)品級比例，因此(ci)，為了保(bao)證(zheng)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)(zhi)量和品級比例，必須對各種礦(kuang)石進(jin)行適當的(de)配比后進(jin)行熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)。我國的(de)(de)遼寧省(sheng)水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)(de)礦源非常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)中氧化鎂(mei)(mei)含量高于菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)(shi)。它也是一(yi)種制造電熔凝(ning)氧化鎂(mei)(mei)的(de)(de)原料，部分(fen)地區水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)(de)化學成(cheng)分(fen)見表2。

表2水鎂石的化(hua)學成分/%

③輕燒氧化(hua)鎂(mei)。以(yi)輕燒氧化(hua)鎂(mei)作為電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)原料，可(ke)以(yi)使生產環境得到(dao)改善，可(ke)以(yi)降低運輸(shu)費用。由于(yu)電(dian)熔時(shi)排出(chu)氣(qi)體少，成分(fen)也較均勻，對(dui)提高電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)質(zhi)量有利。

我國有一(yi)(yi)些電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)以(yi)輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)制成球料(liao)入爐(lu)電(dian)熔。輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)的氧化(hua)鎂(mei)含(han)量(liang)達到(dao)98%，以(yi)此料(liao)能(neng)生產(chan)出白色大結晶電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)。但由于(yu)成球費(fei)用高，影響生產(chan)成本。目(mu)前，有的廠家采用反射(she)爐(lu)輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)，以(yi)一(yi)(yi)定的粒度加入熔爐(lu)電(dian)熔，電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)的質量(liang)比用菱鎂(mei)礦石好，成本又(you)比用球料(liao)作原料(liao)時便宜，因而得到(dao)了一(yi)(yi)定的推(tui)廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)了某些(xie)電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)特(te)殊(shu)要求，有時必(bi)須在電(dian)熔過程中采用燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)熔原(yuan)(yuan)料，如采用海水鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)熔原(yuan)(yuan)料，一(yi)般首先利用處理海水和(he)石灰乳作(zuo)(zuo)(zuo)用生(sheng)產氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將(jiang)氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕(qing)燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用其他方(fang)法也可(ke)(ke)以(yi)制得輕(qing)燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)制取方(fang)法)，采用輕(qing)燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)原(yuan)(yuan)料生(sheng)產電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特(te)爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極少量(liang)的(de)雜質(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬(shu)于晶(jing)(jing)體(ti)的(de)雜質(zhi)，可(ke)(ke)明顯影響晶(jing)(jing)粒的(de)長大。因為(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用在于增加晶(jing)(jing)界(jie)(jie)運動所需(xu)的(de)能量(liang)。當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)體(ti)能量(liang)降低，其降低量(liang)與(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積成正比(bi)，所以(yi)必(bi)須提高晶(jing)(jing)界(jie)(jie)能，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)才(cai)能離(li)開(kai)第二相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)必(bi)須變(bian)形，第二相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)粒長大的(de)極限尺(chi)寸愈(yu)小。

另一方面為了降低電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化鎂的顯氣(qi)孔率，也(ye)應盡(jin)量(liang)減(jian)少原料氧化鎂的氣(qi)體排(pai)出，因此，采用燒結鎂砂電(dian)熔(rong)有其顯著優點(dian)。

⑤電熔氧化鎂單晶的(de)化學原(yuan)料質量要求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特性是(shi)同原子和(he)分子的(de)量子力(li)學本性如離(li)子半徑的(de)尺(chi)(chi)寸，離(li)子的(de)電位數(shu)值(zhi)，離(li)子的(de)電子外層結構(gou)等相關聯(lian)。而氧(yang)化(hua)鎂的(de)離(li)子尺(chi)(chi)寸、質量和(he)電荷、陽(yang)離(li)子和(he)陰(yin)離(li)子之間的(de)結合特性和(he)強度(du)、離(li)子的(de)極化(hua)作(zuo)用、結晶構(gou)造(zao)等決(jue)定(ding)它是(shi)一高熔點化(hua)合物。

氧化鎂的熔點(dian)和結構(gou)參數(shu)：陽離(li)子半徑0.074mm;陰離(li)子半徑0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配位(wei)數(shu)6;有(you)效配位(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂制(zhi)造的(de)(de)(de)最重要過(guo)程是由各種鎂質原料(liao)，通(tong)過(guo)各種形式的(de)(de)(de)加熱方法(fa)產生高(gao)溫使鎂質材(cai)料(liao)(MgO)熔化(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)鎂熔體。要使氧(yang)化(hua)(hua)鎂熔融(rong)(rong)，必須消耗大量的(de)(de)(de)熱能，以(yi)克服離子間的(de)(de)(de)引力。通(tong)過(guo)強大電(dian)弧產生高(gao)溫而熔化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)方法(fa)叫做(zuo)電(dian)弧熔融(rong)(rong)法(fa)。這個融(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程一般包括熱的(de)(de)(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔化(hua)(hua)、析(xi)晶(jing)、晶(jing)體長大等一系列物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)(de)(de)過(guo)程。

①脫水(shui)過程。用水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)作原料有一(yi)脫水(shui)過程。水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)主要(yao)成分是氫氧化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)程。用菱鎂礦作為原料時有一(yi)個脫(tuo)碳(tan)過(guo)程，脫(tuo)碳(tan)過(guo)程包括兩個方面。一(yi)方面是(shi)菱鎂礦石(shi)的(de)熱(re)分解(jie)，菱鎂礦石(shi)的(de)主要成(cheng)分是(shi)碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于(yu)在電熔(rong)過程(cheng)中(zhong)往(wang)往(wang)在原料氧(yang)化鎂中(zhong)加入石墨粉末(mo)添加物(助劑)，在電熔(rong)爐(lu)起動過程(cheng)中(zhong)需在三電極(石墨電極)的下(xia)端用石墨粉末(mo)鋪成三角形或星形導線(xian)路，在通電過程(cheng)中(zhong)受熱燒損或完(wan)全燃燒除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)即氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離子(zi)和氧離子(zi)在強電(dian)弧(hu)產生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)熱(re)(re)能(neng)作用下，克服單晶體(ti)中(zhong)的(de)晶格能(neng)的(de)束縛，變成能(neng)自由(you)運(yun)動的(de)過(guo)程(cheng)(cheng)。也就(jiu)是說，氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)點(dian))就(jiu)會由(you)固體(ti)變成液體(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)。在這一過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)需(xu)消耗(hao)大(da)量(liang)的(de)電(dian)能(neng)。據電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)(sheng)(sheng)產者對用水(shui)鎂(mei)(mei)石作原料生(sheng)(sheng)(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)熱(re)(re)平衡的(de)衡算(suan)，熱(re)(re)消耗(hao)的(de)比例如下：氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶體(ti)生(sheng)(sheng)(sheng)成熱(re)(re)消耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)(sheng)成熱(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水(shui)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼(ke)的(de)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計(ji)數據可以看出，在電(dian)熔(rong)(rong)