電弧(hu)熔爐生產電熔氧化鎂(mei)的(de)工藝流程主(zhu)要包(bao)括(kuo)：原(yuan)料配料、電弧(hu)熔融、破碎、選(xuan)別、粉碎、篩別、磁選(xuan)、分類(lei)包(bao)裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富的(de)優質菱鎂(mei)礦(kuang)石，氧化鎂(mei)含量高，又易(yi)于(yu)開采(cai)，因(yin)此，被(bei)廣泛用(yong)作電(dian)熔氧化鎂(mei)的(de)原料。采(cai)用(yong)菱鎂(mei)石作原料，碳酸鎂(mei)分(fen)解(jie)產生CO2氣體(ti)，由(you)于(yu)有(you)大量氣體(ti)從爐內排出(chu)影響(xiang)著電(dian)熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂的結晶帶的形成均有不(bu)利影響，由于大量(liang)塵料(liao)(liao)飛損(sun)，使物料(liao)(liao)損(sun)耗和(he)能量(liang)消耗增高(gao)，也(ye)惡化(hua)(hua)了車間生產環境。但由于優質菱鎂礦石容易獲得(de)(de)，價格很低(di)廉，所以，仍是我國電熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂用得(de)(de)最多最廣泛的原料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石(shi)中氧(yang)化鎂(mei)的含量高低和化學成分直接(jie)影響(xiang)到(dao)電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)的質(zhi)量，同時在(zai)電熔(rong)(rong)過程中也直接(jie)影響(xiang)到(dao)電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)得到(dao)的品級(ji)比(bi)例，因(yin)此，為了保證電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)的質(zhi)量和品級(ji)比(bi)例，必(bi)須對各種(zhong)礦石(shi)進行(xing)適(shi)當的配比(bi)后進行(xing)熔(rong)(rong)煉。

②水(shui)(shui)鎂石(shi)。我國的遼(liao)寧省(sheng)水(shui)(shui)鎂石(shi)的礦(kuang)(kuang)源(yuan)非常豐富，水(shui)(shui)鎂石(shi)中(zhong)氧(yang)(yang)化鎂含量(liang)高于菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)石(shi)。它也是(shi)一種制(zhi)造電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化鎂的原料，部分(fen)(fen)地區(qu)水(shui)(shui)鎂石(shi)的化學成分(fen)(fen)見表2。

表2水鎂(mei)石的化學成分/%

③輕燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂。以輕燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂作(zuo)為電熔(rong)氧(yang)化鎂原料，可(ke)(ke)以使生產環境得到(dao)改(gai)善(shan)，可(ke)(ke)以降低運輸費(fei)用。由于電熔(rong)時排出氣體(ti)少(shao)，成分也較均勻，對提(ti)高電熔(rong)氧(yang)化鎂質(zhi)量(liang)有利。

我國有(you)一(yi)些電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂以輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂制(zhi)成(cheng)球(qiu)料(liao)入爐(lu)電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)。輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)氧(yang)化(hua)(hua)鎂含量(liang)達(da)到98%，以此料(liao)能(neng)生產(chan)出白色大結(jie)晶電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂。但由于成(cheng)球(qiu)費用(yong)高，影響生產(chan)成(cheng)本(ben)。目前，有(you)的(de)廠家采(cai)用(yong)反射爐(lu)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂，以一(yi)定的(de)粒度(du)加入熔(rong)爐(lu)電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)質量(liang)比用(yong)菱鎂礦石好，成(cheng)本(ben)又比用(yong)球(qiu)料(liao)作原(yuan)料(liao)時便宜，因而(er)得(de)到了一(yi)定的(de)推廣。

④燒結鎂(mei)(mei)砂(sha)(sha)。為(wei)了某(mou)些電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)特(te)殊要求，有(you)時必須(xu)在(zai)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)過程(cheng)中采用(yong)(yong)燒結鎂(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)原料(liao)(liao)，如采用(yong)(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)原料(liao)(liao)，一(yi)般首(shou)先利(li)用(yong)(yong)處理(li)海水(shui)和石灰乳(ru)作(zuo)用(yong)(yong)生(sheng)產氫氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒成(cheng)輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方法也可以(yi)(yi)制(zhi)得輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)制(zhi)取方法)，采用(yong)(yong)輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原料(liao)(liao)生(sheng)產電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉(la)特(te)爾(Ruttere)等(deng)研(yan)究認(ren)為(wei)，極少量(liang)的(de)(de)雜質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)體的(de)(de)雜質(zhi)，可明顯影(ying)響晶(jing)粒(li)的(de)(de)長大。因為(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)在(zai)于(yu)增加晶(jing)界運動(dong)所需(xu)的(de)(de)能量(liang)。當晶(jing)界與(yu)(yu)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)體能量(liang)降低，其降低量(liang)與(yu)(yu)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積(ji)成(cheng)正比，所以(yi)(yi)必須(xu)提高晶(jing)界能，晶(jing)界才能離開(kai)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動(dong)。并(bing)且當晶(jing)界與(yu)(yu)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與(yu)(yu)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)晶(jing)界必須(xu)變形(xing)，第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈(yu)多(duo)，晶(jing)粒(li)長大的(de)(de)極限尺寸愈(yu)小。

另(ling)一方面為(wei)了(le)降(jiang)低電熔凝(ning)氧化鎂(mei)的(de)顯氣(qi)孔率，也應盡(jin)量減少(shao)原(yuan)料氧化鎂(mei)的(de)氣(qi)體排出，因此，采用燒結鎂(mei)砂電熔有其顯著優點。

⑤電(dian)熔氧化鎂(mei)單晶(jing)的化學原料質(zhi)量(liang)要(yao)求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是(shi)同原子(zi)和(he)分子(zi)的(de)量(liang)子(zi)力學本性(xing)如離(li)(li)(li)子(zi)半徑的(de)尺(chi)寸，離(li)(li)(li)子(zi)的(de)電(dian)位數值，離(li)(li)(li)子(zi)的(de)電(dian)子(zi)外層結(jie)構等相關聯。而氧化(hua)(hua)鎂的(de)離(li)(li)(li)子(zi)尺(chi)寸、質量(liang)和(he)電(dian)荷(he)、陽離(li)(li)(li)子(zi)和(he)陰(yin)離(li)(li)(li)子(zi)之間的(de)結(jie)合特性(xing)和(he)強度(du)、離(li)(li)(li)子(zi)的(de)極化(hua)(hua)作用(yong)、結(jie)晶(jing)構造等決定(ding)它(ta)是(shi)一高熔點化(hua)(hua)合物。

氧化鎂的熔(rong)(rong)點和結構(gou)參數：陽(yang)離(li)子半徑(jing)0.074mm;陰離(li)子半徑(jing)0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配位(wei)(wei)數6;有效配位(wei)(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)(rong)點2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)(de)(de)最重要(yao)過程是(shi)由各(ge)種(zhong)鎂(mei)(mei)質原(yuan)料(liao)，通過各(ge)種(zhong)形式的(de)(de)(de)加熱(re)方法產生高(gao)(gao)溫(wen)使(shi)鎂(mei)(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)體(ti)。要(yao)使(shi)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)融，必(bi)須(xu)消耗大量的(de)(de)(de)熱(re)能，以克服離(li)子間的(de)(de)(de)引(yin)力。通過強大電(dian)弧(hu)產生高(gao)(gao)溫(wen)而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)方法叫做(zuo)電(dian)弧(hu)熔(rong)(rong)融法。這個融化(hua)(hua)過程一般包括熱(re)的(de)(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)長大等(deng)一系列物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)(de)(de)過程。

①脫(tuo)水過(guo)程(cheng)。用水鎂(mei)石作原料有一脫(tuo)水過(guo)程(cheng)。水鎂(mei)石的主要成分是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)水過(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程。用菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)作為原料時(shi)有一個脫碳過程，脫碳過程包括(kuo)兩個方(fang)面(mian)。一方(fang)面(mian)是菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石的熱分(fen)解，菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石的主要成分(fen)是碳酸鎂(mei)(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面，由于在(zai)電熔(rong)過程中(zhong)往往在(zai)原料氧化鎂中(zhong)加入(ru)石墨粉末添加物(助(zhu)劑)，在(zai)電熔(rong)爐(lu)起動過程中(zhong)需(xu)在(zai)三電極(石墨電極)的(de)下(xia)端用石墨粉末鋪成(cheng)三角形或(huo)星形導線路，在(zai)通(tong)電過程中(zhong)受熱燒損或(huo)完(wan)全燃燒除去(qu)石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離(li)子(zi)和氧(yang)(yang)離(li)子(zi)在強電(dian)弧產生的(de)(de)(de)熱(re)能(neng)(neng)作用(yong)下，克服單(dan)晶體(ti)(ti)中的(de)(de)(de)晶格能(neng)(neng)的(de)(de)(de)束縛，變成能(neng)(neng)自(zi)由(you)運動的(de)(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)。也就(jiu)(jiu)是(shi)說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)到(dao)一(yi)定溫度(熔(rong)(rong)點)就(jiu)(jiu)會由(you)固體(ti)(ti)變成液體(ti)(ti)，叫(jiao)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)。在這(zhe)一(yi)過(guo)(guo)程(cheng)中需(xu)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)(hao)大(da)量(liang)的(de)(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生產者對用(yong)水(shui)鎂(mei)(mei)石作原(yuan)料生產電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)熱(re)平(ping)衡(heng)的(de)(de)(de)衡(heng)算，熱(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)比例如下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶體(ti)(ti)生成熱(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)15.3%，散砂生成熱(re)耗(hao)(hao)(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)卻水(shui)耗(hao)(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼的(de)(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散熱(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損失(shi)值(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數據可以看出，在電(dian)熔(rong)(rong)