電(dian)(dian)弧熔爐生產電(dian)(dian)熔氧化鎂的工藝流(liu)程主要包括(kuo)：原料(liao)配料(liao)、電(dian)(dian)弧熔融、破碎(sui)(sui)、選別(bie)(bie)、粉碎(sui)(sui)、篩別(bie)(bie)、磁(ci)選、分(fen)類包裝等。

(1)原料

我國有豐富的(de)優(you)質菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)，氧化(hua)鎂(mei)含量高，又易于開采(cai)，因此，被廣(guang)泛用作電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)的(de)原(yuan)料(liao)。采(cai)用菱(ling)鎂(mei)石(shi)作原(yuan)料(liao)，碳酸(suan)鎂(mei)分(fen)解產生CO2氣體，由于有大量氣體從爐內排(pai)出影響著電(dian)熔過程的(de)進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)的結晶(jing)帶的形成均(jun)有不利影響(xiang)，由于(yu)大量塵料飛損，使物(wu)料損耗和(he)能量消(xiao)耗增高，也惡化了車間(jian)生產環境(jing)。但(dan)由于(yu)優質菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)容易獲得，價格很低(di)廉，所以，仍是我國電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)用得最多最廣(guang)泛的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石(shi)中氧化(hua)鎂(mei)的含量(liang)高低和化(hua)學成分直接影響到電熔(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)鎂(mei)的質量(liang)，同時在電熔(rong)過程中也直接影響到電熔(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)鎂(mei)得到的品(pin)(pin)級比(bi)(bi)例，因此，為了保證電熔(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)鎂(mei)的質量(liang)和品(pin)(pin)級比(bi)(bi)例，必須對各種礦石(shi)進行適當的配比(bi)(bi)后進行熔(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)石(shi)。我國的(de)(de)遼寧省水鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)(de)礦(kuang)源(yuan)非常豐富，水鎂(mei)(mei)石(shi)中氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量高于(yu)菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)。它也是一種制造電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)原料，部分地區(qu)水鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)(de)化(hua)學(xue)成(cheng)分見表2。

表2水鎂石的化學成分(fen)/%

③輕燒(shao)氧化鎂。以(yi)輕燒(shao)氧化鎂作(zuo)為電(dian)熔(rong)(rong)氧化鎂原料，可(ke)以(yi)使生產環境得(de)到改善(shan)，可(ke)以(yi)降低(di)運輸費用(yong)。由(you)于(yu)電(dian)熔(rong)(rong)時排出氣(qi)體(ti)少(shao)，成分也(ye)較均勻，對提高(gao)電(dian)熔(rong)(rong)氧化鎂質量有利。

我國(guo)有一些(xie)電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂以輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂制(zhi)成(cheng)球(qiu)(qiu)料(liao)入(ru)爐電(dian)(dian)熔。輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)氧(yang)化(hua)(hua)鎂含量(liang)達到98%，以此料(liao)能(neng)生產出白(bai)色大結晶電(dian)(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂。但由于成(cheng)球(qiu)(qiu)費用高，影響生產成(cheng)本(ben)。目前，有的(de)廠(chang)家采用反射爐輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂，以一定的(de)粒度加入(ru)熔爐電(dian)(dian)熔，電(dian)(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)質量(liang)比用菱鎂礦(kuang)石好，成(cheng)本(ben)又比用球(qiu)(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜，因而得到了一定的(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)了某些電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)(de)特殊(shu)要求，有時必(bi)(bi)須(xu)在(zai)電熔(rong)(rong)過(guo)程中采用(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)電熔(rong)(rong)原料(liao)(liao)，如采用(yong)海水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)電熔(rong)(rong)原料(liao)(liao)，一般首(shou)先利(li)用(yong)處理海水(shui)(shui)和石灰(hui)乳作(zuo)用(yong)生(sheng)產氫氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)，將(jiang)氫氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)其他方法也可以(yi)制(zhi)得輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)取方法)，采用(yong)輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原料(liao)(liao)生(sheng)產電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研(yan)究(jiu)認為(wei)(wei)，極少量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)雜(za)(za)質氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)雜(za)(za)質，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)(de)(de)長(chang)大。因為(wei)(wei)雜(za)(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)在(zai)于(yu)增加晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)運動(dong)所需的(de)(de)(de)(de)(de)能量(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)能量(liang)(liang)降低，其降低量(liang)(liang)與(yu)第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積成正比，所以(yi)必(bi)(bi)須(xu)提高(gao)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)能，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)才能離(li)開(kai)第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼(ji)續運動(dong)。并且當晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)必(bi)(bi)須(xu)變形，第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒長(chang)大的(de)(de)(de)(de)(de)極限(xian)尺寸愈小(xiao)。

另一方面為了(le)降低電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)的顯氣孔率(lv)，也(ye)應盡量減少原料(liao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)的氣體(ti)排出，因此，采用燒結鎂(mei)砂電熔(rong)有其顯著優點(dian)。

⑤電(dian)熔氧化鎂單晶(jing)的化學原(yuan)料(liao)質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是(shi)同(tong)原子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)力學本性(xing)如離(li)子(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺寸，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電位(wei)數(shu)值(zhi)，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)外層(ceng)結(jie)(jie)構(gou)等(deng)相關聯。而(er)氧化鎂的(de)(de)離(li)子(zi)(zi)尺寸、質量和電荷、陽離(li)子(zi)(zi)和陰離(li)子(zi)(zi)之間(jian)的(de)(de)結(jie)(jie)合(he)特性(xing)和強度、離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)極化作用、結(jie)(jie)晶(jing)構(gou)造等(deng)決定它是(shi)一(yi)高熔(rong)點(dian)化合(he)物。

氧化鎂的熔點和結構參數：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構類型NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)制造的最(zui)重要過(guo)程是由各(ge)種鎂(mei)質原料(liao)，通(tong)過(guo)各(ge)種形式的加熱方法產生高溫使鎂(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)，變(bian)成(cheng)氧化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體。要使氧化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融(rong)，必須消耗大(da)(da)(da)量的熱能，以克服離子間的引力。通(tong)過(guo)強大(da)(da)(da)電弧產生高溫而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的方法叫做電弧熔(rong)(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)過(guo)程一般包括(kuo)熱的傳導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)、析(xi)晶(jing)、晶(jing)體長大(da)(da)(da)等一系列物理化(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)的過(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)(shui)(shui)(shui)過(guo)程(cheng)。用水(shui)(shui)(shui)(shui)鎂石(shi)作(zuo)原料有一脫(tuo)水(shui)(shui)(shui)(shui)過(guo)程(cheng)。水(shui)(shui)(shui)(shui)鎂石(shi)的主要(yao)成分是氫(qing)氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)(shui)(shui)(shui)過(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程。用(yong)菱(ling)鎂(mei)礦作為原料(liao)時有(you)一個脫碳過程，脫碳過程包括兩個方面。一方面是菱(ling)鎂(mei)礦石的熱分解，菱(ling)鎂(mei)礦石的主要成分是碳酸(suan)鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由(you)于在電(dian)(dian)熔過程中往往在原料氧(yang)化(hua)鎂中加(jia)入石(shi)墨(mo)粉末添(tian)加(jia)物(助劑)，在電(dian)(dian)熔爐(lu)起動過程中需在三電(dian)(dian)極(石(shi)墨(mo)電(dian)(dian)極)的下端用石(shi)墨(mo)粉末鋪成三角形或(huo)星形導(dao)線路(lu)，在通電(dian)(dian)過程中受熱燒損(sun)或(huo)完全燃燒除去(qu)石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程。熔化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離子(zi)和氧(yang)(yang)離子(zi)在強電(dian)弧產生(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)能(neng)作用下，克服單晶體(ti)(ti)中(zhong)的(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)束縛，變(bian)成(cheng)(cheng)能(neng)自(zi)由運動的(de)(de)過(guo)程。也就(jiu)是說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)到一(yi)定溫度(熔點(dian))就(jiu)會由固體(ti)(ti)變(bian)成(cheng)(cheng)液體(ti)(ti)，叫熔化(hua)(hua)(hua)(hua)。在這一(yi)過(guo)程中(zhong)需消耗(hao)大(da)量的(de)(de)電(dian)能(neng)。據電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)產者(zhe)對用水鎂(mei)(mei)石(shi)作原料生(sheng)產電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)消耗(hao)的(de)(de)比例如下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶體(ti)(ti)生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)消耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼的(de)(de)水耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面(mian)散熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣(qi)帶走熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數(shu)據可以(yi)看出(chu)，在電(dian)熔