電弧(hu)熔(rong)(rong)爐生(sheng)產電熔(rong)(rong)氧化鎂的工藝流程主要包(bao)括：原料配料、電弧(hu)熔(rong)(rong)融、破碎、選(xuan)別、粉碎、篩別、磁選(xuan)、分類包(bao)裝等(deng)。

(1)原料

我(wo)國有(you)豐富的(de)優質菱鎂(mei)礦石，氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)含量高，又易于開(kai)采，因此，被(bei)廣(guang)泛用作(zuo)(zuo)電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)原料。采用菱鎂(mei)石作(zuo)(zuo)原料，碳(tan)酸鎂(mei)分解產(chan)生CO2氣(qi)體(ti)，由于有(you)大量氣(qi)體(ti)從爐內(nei)排(pai)出影(ying)響(xiang)著電(dian)熔(rong)過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的結晶(jing)帶的形成均有不(bu)利影響，由于大(da)量塵(chen)料(liao)飛損(sun)，使物料(liao)損(sun)耗和能量消(xiao)耗增高，也(ye)惡化(hua)(hua)了車間(jian)生產環境(jing)。但(dan)由于優質菱鎂(mei)礦石(shi)容易獲得(de)，價格很低廉，所以，仍是我國電(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)用(yong)得(de)最多最廣泛的原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)中氧(yang)化鎂(mei)的含量高低和化學(xue)成分直(zhi)接影響(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的質量，同時在電(dian)熔(rong)(rong)(rong)過程中也直(zhi)接影響(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)得(de)到(dao)的品(pin)級比例(li)，因(yin)此(ci)，為了保證電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的質量和品(pin)級比例(li)，必(bi)須(xu)對各種礦石(shi)進行(xing)適當的配比后進行(xing)熔(rong)(rong)(rong)煉(lian)。

②水鎂(mei)(mei)石。我(wo)國的(de)遼(liao)寧省水鎂(mei)(mei)石的(de)礦(kuang)源非常(chang)豐富(fu)，水鎂(mei)(mei)石中氧(yang)化鎂(mei)(mei)含(han)量高于(yu)菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石。它也(ye)是一(yi)種制造電熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)原料，部分地區水鎂(mei)(mei)石的(de)化學成(cheng)分見表2。

表(biao)2水鎂(mei)石的化學成分/%

③輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂。以輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂作為電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂原料，可以使生產環境得到改(gai)善(shan)，可以降低運輸費(fei)用。由于電熔(rong)時(shi)排(pai)出氣體少，成分也較均勻(yun)，對提高(gao)電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂質(zhi)量(liang)有利。

我國(guo)有(you)一些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制成(cheng)球(qiu)料(liao)入爐電(dian)(dian)熔(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含(han)量達到98%，以此(ci)料(liao)能生產出白色大結晶電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)費用(yong)高，影響生產成(cheng)本(ben)(ben)。目(mu)前(qian)，有(you)的廠家采用(yong)反射爐輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以一定(ding)的粒度加入熔(rong)爐電(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的質量比(bi)(bi)用(yong)菱鎂(mei)礦石好(hao)，成(cheng)本(ben)(ben)又(you)比(bi)(bi)用(yong)球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜，因而得到了一定(ding)的推廣。

④燒(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)鎂(mei)(mei)砂(sha)(sha)(sha)。為(wei)(wei)了(le)某些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)特殊要求(qiu)，有時(shi)(shi)必須在(zai)電(dian)熔(rong)過程中(zhong)采(cai)(cai)用燒(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)鎂(mei)(mei)砂(sha)(sha)(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)(yuan)料(liao)，如采(cai)(cai)用海(hai)水鎂(mei)(mei)砂(sha)(sha)(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)(yuan)料(liao)，一般首先利用處理海(hai)水和(he)石灰乳(ru)作(zuo)用生產氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。用其他方法(fa)也可(ke)以制得輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業(ye)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)制取方法(fa))，采(cai)(cai)用輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原(yuan)(yuan)料(liao)生產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和(he)拉特爾(er)(Ruttere)等(deng)研究(jiu)認為(wei)(wei)，極(ji)少量(liang)(liang)的(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)氣體(ti)(ti)(相)也屬于(yu)晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)，可(ke)明顯影響晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)長(chang)(chang)大。因為(wei)(wei)雜(za)質(zhi)相的(de)(de)(de)作(zuo)用在(zai)于(yu)增(zeng)加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)運動所(suo)需的(de)(de)(de)能量(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)(yu)第二(er)相相遇時(shi)(shi)，晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)能量(liang)(liang)降低，其降低量(liang)(liang)與(yu)(yu)第二(er)相橫截面積成正比，所(suo)以必須提高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)能，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)才能離開第二(er)相繼續運動。并且當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)(yu)第二(er)相相遇時(shi)(shi)，與(yu)(yu)第二(er)相橫截面積相等(deng)的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)必須變形，第二(er)相數(shu)量(liang)(liang)愈多(duo)，晶(jing)(jing)(jing)粒長(chang)(chang)大的(de)(de)(de)極(ji)限尺寸愈小。

另一方面為(wei)了(le)降(jiang)低電熔凝氧化鎂的(de)顯氣孔(kong)率(lv)，也(ye)應盡(jin)量減少原料氧化鎂的(de)氣體(ti)排出(chu)，因此，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(xue)原料(liao)質(zhi)量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是同原子(zi)(zi)(zi)(zi)和分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)(zi)力學(xue)本性(xing)如離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)半(ban)徑的(de)(de)尺寸(cun)，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)位數值，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)外(wai)層結構(gou)等相(xiang)關聯。而氧化(hua)鎂的(de)(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸(cun)、質量和電(dian)荷、陽(yang)離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和陰離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)之間(jian)的(de)(de)結合(he)特(te)性(xing)和強度、離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極化(hua)作用(yong)、結晶構(gou)造(zao)等決定它是一高熔點化(hua)合(he)物(wu)。

氧(yang)化鎂的(de)熔點和結(jie)構(gou)(gou)參數(shu)：陽(yang)離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結(jie)構(gou)(gou)類型NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂制造(zao)的(de)(de)(de)(de)最重要過(guo)程(cheng)是由(you)各(ge)種(zhong)鎂質原料(liao)，通(tong)過(guo)各(ge)種(zhong)形式的(de)(de)(de)(de)加熱方(fang)法(fa)產生高溫使鎂質材(cai)料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)，變(bian)成(cheng)氧化(hua)鎂熔(rong)(rong)體。要使氧化(hua)鎂熔(rong)(rong)融(rong)，必須(xu)消耗(hao)大(da)(da)量的(de)(de)(de)(de)熱能，以克服離子間的(de)(de)(de)(de)引力。通(tong)過(guo)強大(da)(da)電(dian)弧產生高溫而熔(rong)(rong)化(hua)氧化(hua)鎂的(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)叫(jiao)做電(dian)弧熔(rong)(rong)融(rong)法(fa)。這個融(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)一般包括熱的(de)(de)(de)(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)(rong)化(hua)、析晶、晶體長(chang)大(da)(da)等一系列(lie)物理化(hua)學變(bian)化(hua)的(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)(tuo)水(shui)(shui)過程。用水(shui)(shui)鎂石作原料(liao)有一脫(tuo)(tuo)水(shui)(shui)過程。水(shui)(shui)鎂石的主要(yao)成分是氫(qing)氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)(tuo)水(shui)(shui)過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程。用菱鎂(mei)礦作為(wei)原料時有(you)一個脫碳(tan)過程，脫碳(tan)過程包(bao)括兩個方(fang)面。一方(fang)面是(shi)菱鎂(mei)礦石的(de)熱分解，菱鎂(mei)礦石的(de)主要成分是(shi)碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面，由(you)于在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)過(guo)程中(zhong)往往在(zai)(zai)原料氧化(hua)鎂中(zhong)加(jia)入石(shi)(shi)墨(mo)粉末(mo)添加(jia)物(助劑)，在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)爐(lu)起動過(guo)程中(zhong)需在(zai)(zai)三電(dian)極(石(shi)(shi)墨(mo)電(dian)極)的下(xia)端用(yong)石(shi)(shi)墨(mo)粉末(mo)鋪(pu)成三角形或星形導線路，在(zai)(zai)通電(dian)過(guo)程中(zhong)受(shou)熱燒損(sun)或完全燃(ran)燒除去石(shi)(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過程(cheng)。熔(rong)化(hua)過程(cheng)即氧(yang)化(hua)鎂中(zhong)鎂離(li)子和氧(yang)離(li)子在(zai)強(qiang)電(dian)弧產(chan)生的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)能(neng)(neng)(neng)作用(yong)下，克服單晶(jing)體中(zhong)的(de)(de)晶(jing)格(ge)能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)束縛，變(bian)成(cheng)能(neng)(neng)(neng)自(zi)由運動的(de)(de)過程(cheng)。也就是(shi)說，氧(yang)化(hua)鎂加熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)到一定(ding)溫度(熔(rong)點)就會(hui)由固體變(bian)成(cheng)液體，叫熔(rong)化(hua)。在(zai)這(zhe)一過程(cheng)中(zhong)需消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)(neng)。據(ju)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂生產(chan)者對用(yong)水鎂石作原料(liao)生產(chan)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)平(ping)衡(heng)的(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)比例如(ru)下：氧(yang)化(hua)鎂晶(jing)體生成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻(que)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻(que)爐殼的(de)(de)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散(san)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶(dai)走熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)(neng)損(sun)失(shi)值(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數據(ju)可以看出(chu)，在(zai)電(dian)熔(rong)