電(dian)弧(hu)熔(rong)爐生產電(dian)熔(rong)氧化鎂的工藝流(liu)程主(zhu)要(yao)包(bao)括：原(yuan)料(liao)配料(liao)、電(dian)弧(hu)熔(rong)融、破碎、選別、粉碎、篩(shai)別、磁選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富(fu)的(de)優質菱鎂(mei)礦石，氧(yang)化(hua)鎂(mei)含(han)量高，又(you)易(yi)于(yu)開(kai)采(cai)，因此，被廣泛用(yong)作(zuo)電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)原料(liao)。采(cai)用(yong)菱鎂(mei)石作(zuo)原料(liao)，碳酸鎂(mei)分解(jie)產生CO2氣體，由于(yu)有大量氣體從爐內排出影響著電熔(rong)過(guo)程的(de)進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂的(de)結晶帶(dai)的(de)形成均(jun)有不(bu)利(li)影響，由(you)于大量(liang)塵料飛損(sun)，使物(wu)料損(sun)耗和能量(liang)消耗增高，也惡化(hua)了車間生產環(huan)境(jing)。但由(you)于優質菱鎂礦石容易獲(huo)得，價格很(hen)低(di)廉，所以(yi)，仍是我國(guo)電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂用得最多最廣(guang)泛的(de)原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦石中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)含量高(gao)低和化(hua)學成分直(zhi)接(jie)影(ying)響到(dao)電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)質(zhi)量，同時在(zai)電熔(rong)(rong)過程中(zhong)也直(zhi)接(jie)影(ying)響到(dao)電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)得到(dao)的(de)(de)品級比例，因(yin)此，為了保證電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)質(zhi)量和品級比例，必(bi)須對各種礦石進行適當的(de)(de)配比后進行熔(rong)(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石。我國的(de)(de)(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)(de)(de)礦源非常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)石中氧化(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量(liang)高于菱鎂(mei)(mei)礦石。它(ta)也是一種制造電熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)原料(liao)，部分地區水(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)(de)(de)化(hua)學成(cheng)分見表(biao)2。

表2水鎂(mei)石的化學成分(fen)/%

③輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)。以(yi)輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)原料(liao)，可以(yi)使生產(chan)環境(jing)得(de)到改善(shan)，可以(yi)降低運輸費用。由于電(dian)熔(rong)時(shi)排出(chu)氣體少(shao)，成分(fen)也較均勻，對提高(gao)電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)質量有(you)利。

我國有一些電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂以輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂制成(cheng)球(qiu)料入爐電熔(rong)。輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂的氧(yang)(yang)化(hua)鎂含量達到(dao)98%，以此(ci)料能生產出白色大(da)結(jie)晶電熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂。但由于成(cheng)球(qiu)費用高，影響(xiang)生產成(cheng)本。目前，有的廠家采用反射爐輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂，以一定的粒度加入熔(rong)爐電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂的質量比用菱鎂礦石好，成(cheng)本又比用球(qiu)料作(zuo)原料時(shi)便宜，因而得到(dao)了一定的推(tui)廣。

④燒結鎂(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)了(le)某些(xie)電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特殊要求，有時(shi)必須在電熔(rong)過程中采用燒結鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)電熔(rong)原(yuan)料，如采用海(hai)水鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)電熔(rong)原(yuan)料，一般(ban)首先利用處理海(hai)水和石灰乳作(zuo)(zuo)用生產(chan)氫(qing)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒成輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用其(qi)他(ta)方法也(ye)可(ke)以制得輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工(gong)業氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制取方法)，采用輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)原(yuan)料生產(chan)電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(er)(Ruttere)等(deng)研究(jiu)認為(wei)，極少量(liang)(liang)的(de)(de)雜(za)質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)(jing)體的(de)(de)雜(za)質(zhi)，可(ke)明顯影(ying)響(xiang)晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)長(chang)大(da)(da)。因為(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)(zuo)用在于增加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)運動所需的(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)體能(neng)(neng)量(liang)(liang)降低(di)，其(qi)降低(di)量(liang)(liang)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面積(ji)成正比，所以必須提高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)能(neng)(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)才能(neng)(neng)離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)必須變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)(jing)粒長(chang)大(da)(da)的(de)(de)極限尺寸(cun)愈(yu)小(xiao)。

另一方面為了降低電熔凝氧化鎂的顯氣(qi)孔率，也應盡(jin)量(liang)減少原料氧化鎂的氣(qi)體(ti)排(pai)出，因此(ci)，采用燒結鎂砂電熔有其顯著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些(xie)特(te)性是(shi)同(tong)原子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)力學本性如離(li)(li)(li)子(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺寸，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電位(wei)數值，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)外層(ceng)結(jie)構等(deng)相關聯(lian)。而氧化鎂的(de)(de)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)尺寸、質量(liang)和電荷、陽離(li)(li)(li)子(zi)(zi)和陰離(li)(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)(de)結(jie)合(he)特(te)性和強度、離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)極(ji)化作用、結(jie)晶構造等(deng)決定它是(shi)一高熔(rong)點化合(he)物(wu)。

氧化(hua)鎂(mei)的熔點和結(jie)構(gou)參數(shu)：陽離子(zi)半徑0.074mm;陰離子(zi)半徑0.53mm;結(jie)構(gou)類型NaCl;配位(wei)數(shu)6;有(you)效(xiao)配位(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)最重要過(guo)程(cheng)是(shi)由各種鎂(mei)(mei)質原料(liao)，通過(guo)各種形式的(de)加熱(re)方法產(chan)生(sheng)高(gao)溫使(shi)鎂(mei)(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)(rong)體(ti)。要使(shi)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)(rong)，必須(xu)消耗大量的(de)熱(re)能，以克服離(li)子間(jian)的(de)引力。通過(guo)強(qiang)大電(dian)(dian)弧產(chan)生(sheng)高(gao)溫而熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)方法叫做電(dian)(dian)弧熔(rong)(rong)(rong)融(rong)(rong)法。這個融(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)一(yi)般包括熱(re)的(de)傳(chuan)導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳(tan)、熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)長大等一(yi)系(xi)列(lie)物理(li)化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的(de)過(guo)程(cheng)。

①脫水過程(cheng)。用水鎂(mei)石(shi)作(zuo)原料有一脫水過程(cheng)。水鎂(mei)石(shi)的(de)主要成分是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)(cheng)。用菱(ling)(ling)鎂礦作為原(yuan)料時有(you)一個脫(tuo)(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)(cheng)，脫(tuo)(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)(cheng)包括兩(liang)個方面。一方面是(shi)菱(ling)(ling)鎂礦石的熱分(fen)解，菱(ling)(ling)鎂礦石的主要成分(fen)是(shi)碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面(mian)，由于(yu)在電(dian)(dian)熔過程(cheng)中往往在原(yuan)料氧化(hua)鎂中加入石(shi)墨粉末(mo)添加物(助劑)，在電(dian)(dian)熔爐起動過程(cheng)中需在三(san)電(dian)(dian)極(石(shi)墨電(dian)(dian)極)的下端用石(shi)墨粉末(mo)鋪成三(san)角形(xing)或星(xing)形(xing)導(dao)線路(lu)，在通電(dian)(dian)過程(cheng)中受熱燒損或完全(quan)燃燒除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂中鎂離子和氧(yang)(yang)離子在強電弧產生(sheng)(sheng)的熱(re)(re)(re)(re)能(neng)(neng)(neng)作(zuo)用(yong)下(xia)，克服單(dan)晶(jing)體(ti)(ti)中的晶(jing)格能(neng)(neng)(neng)的束縛，變成(cheng)能(neng)(neng)(neng)自由運動(dong)的過程(cheng)。也就(jiu)是說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂加熱(re)(re)(re)(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)(rong)點)就(jiu)會由固體(ti)(ti)變成(cheng)液體(ti)(ti)，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)。在這一過程(cheng)中需消耗大量的電能(neng)(neng)(neng)。據電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂生(sheng)(sheng)產者對用(yong)水鎂石作(zuo)原料(liao)生(sheng)(sheng)產電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的熱(re)(re)(re)(re)平衡(heng)的衡(heng)算，熱(re)(re)(re)(re)消耗的比(bi)例如(ru)下(xia)：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂晶(jing)體(ti)(ti)生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)消耗值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)耗值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻(que)水耗熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻(que)爐(lu)殼(ke)的水耗熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子表面散(san)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%。電能(neng)(neng)(neng)損(sun)失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些(xie)統(tong)計數(shu)據可以看出，在電熔(rong)(rong)(rong)