電(dian)弧(hu)熔爐生產電(dian)熔氧化鎂的工藝流程主要包括(kuo)：原(yuan)料配料、電(dian)弧(hu)熔融、破(po)碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分類包裝等。

(1)原料

我(wo)國(guo)有豐富的(de)(de)優質菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)，氧化(hua)鎂(mei)含量高，又易于開采，因此，被(bei)廣泛用(yong)作(zuo)電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)原料。采用(yong)菱(ling)鎂(mei)石(shi)作(zuo)原料，碳(tan)酸鎂(mei)分解(jie)產生CO2氣(qi)體，由于有大量氣(qi)體從爐(lu)內排出影響著電(dian)熔過程的(de)(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)(rong)氧化(hua)(hua)鎂的結晶帶的形(xing)成(cheng)均有(you)不利影(ying)響，由于大(da)量(liang)塵料(liao)飛損(sun)，使物(wu)料(liao)損(sun)耗(hao)和(he)能量(liang)消耗(hao)增高，也惡化(hua)(hua)了車間生產環境(jing)。但由于優質(zhi)菱鎂礦石容易獲得(de)，價格(ge)很低(di)廉(lian)，所以，仍是(shi)我國電熔(rong)(rong)氧化(hua)(hua)鎂用(yong)得(de)最多最廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石中氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)含量高低和化(hua)學成(cheng)分直(zhi)接影響(xiang)到電熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量，同時在電熔(rong)(rong)(rong)(rong)過程中也直(zhi)接影響(xiang)到電熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)得到的(de)品級比例，因此，為(wei)了(le)保證(zheng)電熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量和品級比例，必(bi)須對各種礦石進(jin)行適當的(de)配比后進(jin)行熔(rong)(rong)(rong)(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)。我(wo)國的(de)遼寧(ning)省水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)礦源非常豐富，水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)中氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量高(gao)于菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)(shi)。它也是一種制造電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原料，部分(fen)地區水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)化(hua)學成分(fen)見表2。

表2水(shui)鎂石的化學成分/%

③輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂。以輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂作為電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂原料，可(ke)以使(shi)生產(chan)環境得到(dao)改(gai)善，可(ke)以降低運輸費用。由于電(dian)熔(rong)時排出氣體少，成分也較(jiao)均勻(yun)，對提(ti)高電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂質量有利。

我國有(you)一些(xie)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以(yi)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制(zhi)成(cheng)(cheng)球(qiu)料入(ru)爐電(dian)熔(rong)。輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量達到98%，以(yi)此料能(neng)生(sheng)產(chan)出白色大結(jie)晶(jing)電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但由(you)于成(cheng)(cheng)球(qiu)費用高，影響生(sheng)產(chan)成(cheng)(cheng)本。目前，有(you)的廠家采(cai)用反射爐輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以(yi)一定(ding)的粒度加入(ru)熔(rong)爐電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的質量比(bi)用菱鎂(mei)礦石好(hao)，成(cheng)(cheng)本又(you)比(bi)用球(qiu)料作原料時便宜(yi)，因而得到了一定(ding)的推廣。

④燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為了某些電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的特殊要求，有時必須在電熔過程中采用燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為電熔原料(liao)，如采用海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為電熔原料(liao)，一般首先利用處理海(hai)水(shui)和石灰乳作用生(sheng)產氫(qing)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用其(qi)他(ta)方法(fa)也(ye)可以制(zhi)得輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業(ye)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的制(zhi)取方法(fa))，采用輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作為原料(liao)生(sheng)產電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(tuo)(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究(jiu)認為，極少量(liang)的雜質(zhi)氣體(ti)(ti)(相(xiang))也(ye)屬于晶(jing)體(ti)(ti)的雜質(zhi)，可明顯影響晶(jing)粒的長大(da)。因為雜質(zhi)相(xiang)的作用在于增(zeng)加晶(jing)界(jie)運(yun)動(dong)所(suo)需的能(neng)量(liang)。當(dang)晶(jing)界(jie)與(yu)(yu)(yu)第二(er)(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇(yu)時，晶(jing)體(ti)(ti)能(neng)量(liang)降低(di)，其(qi)降低(di)量(liang)與(yu)(yu)(yu)第二(er)(er)(er)相(xiang)橫截面(mian)積成正比(bi)，所(suo)以必須提(ti)高晶(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)才能(neng)離開第二(er)(er)(er)相(xiang)繼(ji)續運(yun)動(dong)。并且當(dang)晶(jing)界(jie)與(yu)(yu)(yu)第二(er)(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇(yu)時，與(yu)(yu)(yu)第二(er)(er)(er)相(xiang)橫截面(mian)積相(xiang)等的晶(jing)界(jie)必須變形，第二(er)(er)(er)相(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)粒長大(da)的極限尺寸愈小。

另一方面為了降低電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的顯氣(qi)孔率，也應盡(jin)量減少(shao)原料氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的氣(qi)體排出，因此，采用燒(shao)結鎂(mei)砂電(dian)熔有其顯著優(you)點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原(yuan)料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是同原子(zi)(zi)(zi)和分子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)力(li)學本(ben)性如離(li)子(zi)(zi)(zi)半徑(jing)的(de)(de)尺(chi)寸(cun)(cun)，離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電位數值，離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)外層結構等相關聯。而氧化鎂的(de)(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)(cun)、質量(liang)和電荷、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)和陰離(li)子(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)結合(he)特性和強度、離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極化作(zuo)用、結晶構造等決(jue)定它是一高熔(rong)點化合(he)物(wu)。

氧化鎂的熔(rong)點(dian)(dian)和結(jie)構參數(shu)(shu)：陽離子(zi)半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離子(zi)半(ban)徑(jing)0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配位數(shu)(shu)6;有效配位數(shu)(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)(dian)2800℃。

電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂制造的(de)(de)(de)最(zui)重要(yao)過(guo)程是由各(ge)(ge)種鎂質原料，通(tong)過(guo)各(ge)(ge)種形式的(de)(de)(de)加熱(re)方法(fa)產生高溫使鎂質材料(MgO)熔(rong)化，變(bian)成(cheng)氧(yang)化鎂熔(rong)體(ti)(ti)。要(yao)使氧(yang)化鎂熔(rong)融(rong)，必(bi)須(xu)消(xiao)耗(hao)大(da)量的(de)(de)(de)熱(re)能，以克服離子間(jian)的(de)(de)(de)引力。通(tong)過(guo)強大(da)電弧產生高溫而熔(rong)化氧(yang)化鎂的(de)(de)(de)方法(fa)叫做電弧熔(rong)融(rong)法(fa)。這個融(rong)化過(guo)程一般包括熱(re)的(de)(de)(de)傳導、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)化、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)(ti)長大(da)等一系列物理化學(xue)變(bian)化的(de)(de)(de)過(guo)程。

①脫水(shui)(shui)過程。用水(shui)(shui)鎂石(shi)作(zuo)原料有一脫水(shui)(shui)過程。水(shui)(shui)鎂石(shi)的主要成分(fen)是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)(shui)過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過程。用菱鎂(mei)礦作為原(yuan)料(liao)時有一個脫(tuo)碳過程，脫(tuo)碳過程包括兩個方(fang)面。一方(fang)面是菱鎂(mei)礦石的熱(re)分(fen)解，菱鎂(mei)礦石的主要成分(fen)是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由于在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)過(guo)程(cheng)中往(wang)往(wang)在(zai)原料氧化鎂(mei)中加入(ru)石墨(mo)(mo)粉(fen)末(mo)添加物(助劑)，在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)爐(lu)起(qi)動過(guo)程(cheng)中需在(zai)三電(dian)極(ji)(石墨(mo)(mo)電(dian)極(ji))的下端用石墨(mo)(mo)粉(fen)末(mo)鋪成三角形或(huo)星形導線路(lu)，在(zai)通(tong)電(dian)過(guo)程(cheng)中受熱(re)燒損(sun)或(huo)完全燃燒除(chu)去石墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。熔(rong)化(hua)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)即氧(yang)化(hua)鎂中(zhong)鎂離(li)(li)子和氧(yang)離(li)(li)子在(zai)強電(dian)(dian)(dian)弧產(chan)生的(de)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)作用下(xia)，克服單晶(jing)體(ti)(ti)中(zhong)的(de)晶(jing)格能(neng)的(de)束縛，變(bian)成能(neng)自由(you)運動的(de)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。也就是說(shuo)，氧(yang)化(hua)鎂加熱(re)(re)(re)(re)到(dao)一定溫度(熔(rong)點)就會由(you)固體(ti)(ti)變(bian)成液體(ti)(ti)，叫熔(rong)化(hua)。在(zai)這一過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)需消耗(hao)(hao)(hao)大(da)量(liang)的(de)電(dian)(dian)(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂生產(chan)者對用水(shui)鎂石(shi)作原料生產(chan)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂的(de)熱(re)(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)(hao)的(de)比例如下(xia)：氧(yang)化(hua)鎂晶(jing)體(ti)(ti)生成熱(re)(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂生成熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)(dian)能(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些(xie)統計數(shu)據(ju)可以看出，在(zai)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)