電(dian)弧熔爐生產電(dian)熔氧化鎂的(de)工藝流(liu)程主要包括：原(yuan)料配料、電(dian)弧熔融、破碎(sui)、選(xuan)別、粉(fen)碎(sui)、篩(shai)別、磁選(xuan)、分(fen)類包裝等。

(1)原料

我(wo)國有(you)豐(feng)富的優質菱鎂礦石，氧化(hua)鎂含量高，又(you)易于開(kai)采(cai)，因此，被(bei)廣泛用(yong)作(zuo)電熔氧化(hua)鎂的原料。采(cai)用(yong)菱鎂石作(zuo)原料，碳酸(suan)鎂分(fen)解產生CO2氣(qi)體，由于有(you)大(da)量氣(qi)體從爐內排出(chu)影響著電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔(rong)氧化鎂(mei)的(de)結晶帶的(de)形成均有(you)不利影(ying)響，由(you)于大量(liang)(liang)塵料飛損，使物(wu)料損耗和能量(liang)(liang)消耗增高，也惡(e)化了車間(jian)生(sheng)產環境。但(dan)由(you)于優(you)質菱鎂(mei)礦石容易獲得，價格(ge)很低廉，所(suo)以，仍是我國電熔(rong)氧化鎂(mei)用得最(zui)多最(zui)廣(guang)泛的(de)原(yuan)料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)含量高(gao)低(di)和(he)化(hua)學成分直(zhi)接影(ying)響到電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質量，同時在電熔(rong)過(guo)程(cheng)中(zhong)也直(zhi)接影(ying)響到電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)得(de)到的(de)品級比(bi)例(li)，因(yin)此(ci)，為了(le)保證電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質量和(he)品級比(bi)例(li)，必須(xu)對各(ge)種礦(kuang)石(shi)進行(xing)適當的(de)配比(bi)后(hou)進行(xing)熔(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)石。我國的遼寧省(sheng)水鎂(mei)(mei)石的礦(kuang)源(yuan)非常(chang)豐富，水鎂(mei)(mei)石中氧(yang)化鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石。它也是一(yi)種制造電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的原料，部(bu)分地區水鎂(mei)(mei)石的化學成分見(jian)表2。

表(biao)2水鎂(mei)石的化學成(cheng)分/%

③輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。以輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)作為電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)原料，可以使生(sheng)產環境得到改善，可以降(jiang)低運輸費用(yong)。由(you)于電(dian)熔(rong)時排出氣體(ti)少，成(cheng)分(fen)也較均勻，對(dui)提高電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)質量有(you)利。

我國有一(yi)些電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以輕燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)(cheng)(cheng)球(qiu)料入爐電熔(rong)(rong)。輕燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)達(da)到98%，以此料能生產(chan)出白色大結晶(jing)電熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但(dan)由(you)于(yu)成(cheng)(cheng)(cheng)球(qiu)費用(yong)(yong)(yong)高，影響生產(chan)成(cheng)(cheng)(cheng)本。目(mu)前(qian)，有的廠家(jia)采用(yong)(yong)(yong)反(fan)射(she)爐輕燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以一(yi)定的粒度加入熔(rong)(rong)爐電熔(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的質(zhi)量(liang)比用(yong)(yong)(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)好(hao)，成(cheng)(cheng)(cheng)本又比用(yong)(yong)(yong)球(qiu)料作原料時便宜，因(yin)而得到了一(yi)定的推廣。

④燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了某(mou)些電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)特殊要(yao)求，有時(shi)(shi)必(bi)須(xu)在電(dian)熔(rong)過程中采用燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原料，如采用海水(shui)鎂(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原料，一般首先利用處理海水(shui)和石(shi)灰乳作(zuo)用生產(chan)氫(qing)(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)，將氫(qing)(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)煅燒(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。用其他方(fang)法也可以制得輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(詳見工(gong)業氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)制取方(fang)法)，采用輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原料生產(chan)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和拉特爾(er)(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)，極少(shao)量(liang)的(de)(de)(de)雜質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)(jing)(jing)(jing)體的(de)(de)(de)雜質(zhi)，可明顯影(ying)響晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)(de)長大(da)。因為(wei)(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)用在于(yu)增加晶(jing)(jing)(jing)(jing)界運(yun)動(dong)所需的(de)(de)(de)能量(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)(shi)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體能量(liang)降低，其降低量(liang)與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積成正比，所以必(bi)須(xu)提高晶(jing)(jing)(jing)(jing)界能，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界才能離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼(ji)續運(yun)動(dong)。并且當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)(shi)，與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界必(bi)須(xu)變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈多(duo)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)長大(da)的(de)(de)(de)極限尺寸愈小(xiao)。

另一方面為了降低(di)電熔凝氧化鎂(mei)的(de)顯(xian)氣(qi)孔率，也應盡(jin)量減(jian)少原(yuan)料氧化鎂(mei)的(de)氣(qi)體排出，因(yin)此，采用燒結鎂(mei)砂(sha)電熔有其顯(xian)著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的(de)化學原(yuan)料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的(de)量(liang)子(zi)(zi)力(li)學本(ben)性(xing)如(ru)離子(zi)(zi)半徑的(de)尺(chi)寸(cun)，離子(zi)(zi)的(de)電位數值，離子(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)外(wai)層(ceng)結(jie)構等相關聯。而氧化(hua)鎂的(de)離子(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)、質量(liang)和(he)電荷、陽離子(zi)(zi)和(he)陰離子(zi)(zi)之間的(de)結(jie)合特性(xing)和(he)強度、離子(zi)(zi)的(de)極化(hua)作(zuo)用(yong)、結(jie)晶構造(zao)等決定它(ta)是一高熔(rong)點化(hua)合物。

氧化鎂的熔點(dian)和結(jie)構(gou)參數(shu)：陽(yang)離子(zi)半徑0.074mm;陰離子(zi)半徑0.53mm;結(jie)構(gou)類(lei)型NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)制造的(de)(de)最重要(yao)過程是由各種鎂(mei)質原料，通過各種形式的(de)(de)加(jia)熱(re)方法產(chan)生高溫使鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)(rong)(rong)化，變成(cheng)氧(yang)化鎂(mei)熔(rong)(rong)(rong)體。要(yao)使氧(yang)化鎂(mei)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)，必須消耗大量(liang)的(de)(de)熱(re)能，以克服離子(zi)間的(de)(de)引(yin)力。通過強大電弧產(chan)生高溫而熔(rong)(rong)(rong)化氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)方法叫做電弧熔(rong)(rong)(rong)融(rong)法。這(zhe)個融(rong)化過程一般包括(kuo)熱(re)的(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)(rong)化、析晶、晶體長大等一系列物(wu)理化學變化的(de)(de)過程。

①脫水過(guo)程。用水鎂(mei)石(shi)作原料有一脫水過(guo)程。水鎂(mei)石(shi)的主(zhu)要(yao)成分是(shi)氫氧化(hua)鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水過(guo)程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程(cheng)。用菱(ling)鎂礦作為原料(liao)時有一個(ge)脫碳過程(cheng)，脫碳過程(cheng)包括兩(liang)個(ge)方面。一方面是菱(ling)鎂礦石(shi)的熱分解，菱(ling)鎂礦石(shi)的主(zhu)要成(cheng)分是碳酸(suan)鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)(zai)電(dian)熔過(guo)程中(zhong)往往在(zai)(zai)原料氧化鎂中(zhong)加入石墨粉(fen)末(mo)添加物(助(zhu)劑)，在(zai)(zai)電(dian)熔爐起動過(guo)程中(zhong)需在(zai)(zai)三電(dian)極(石墨電(dian)極)的下端(duan)用石墨粉(fen)末(mo)鋪成三角形(xing)或星形(xing)導線路，在(zai)(zai)通電(dian)過(guo)程中(zhong)受熱燒損或完(wan)全(quan)燃燒除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)即(ji)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離(li)子和(he)氧(yang)(yang)(yang)離(li)子在強(qiang)電(dian)弧產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)能(neng)(neng)(neng)作(zuo)用下(xia)，克(ke)服單晶體(ti)中的(de)(de)(de)晶格能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)束縛(fu)，變成能(neng)(neng)(neng)自(zi)由運動的(de)(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)。也就是說(shuo)，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)加熱(re)到一(yi)定溫度(熔(rong)(rong)點)就會由固(gu)體(ti)變成液體(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)。在這(zhe)一(yi)過(guo)(guo)程(cheng)中需消(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)(neng)。據電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)生(sheng)產(chan)者對用水(shui)鎂(mei)石作(zuo)原料生(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)熱(re)平衡的(de)(de)(de)衡算，熱(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)(de)比例如下(xia)：氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)晶體(ti)生(sheng)成熱(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂(sha)生(sheng)成熱(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數據可以(yi)看(kan)出，在電(dian)熔(rong)(rong)