電(dian)弧熔爐生產(chan)電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)的工(gong)藝流程主要包(bao)括：原料配料、電(dian)弧熔融、破(po)碎(sui)、選別、粉碎(sui)、篩別、磁(ci)選、分類包(bao)裝等(deng)。

(1)原料

我國有(you)豐(feng)富的(de)(de)優質菱鎂礦石(shi)，氧化(hua)鎂含量高，又(you)易于開采，因此，被(bei)廣泛用作電熔氧化(hua)鎂的(de)(de)原料。采用菱鎂石(shi)作原料，碳酸鎂分解產(chan)生CO2氣體(ti)，由于有(you)大(da)量氣體(ti)從爐內排出影響著電熔過(guo)程的(de)(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的結(jie)晶帶的形(xing)成均(jun)有不利影響(xiang)，由(you)于大量(liang)塵料(liao)飛損(sun)，使物料(liao)損(sun)耗(hao)和(he)能量(liang)消耗(hao)增高，也惡化(hua)(hua)了車間生產環境。但(dan)由(you)于優質菱鎂(mei)礦石容易獲(huo)得，價格很(hen)低廉(lian)，所以，仍是我國電熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)用得最(zui)多最(zui)廣泛的原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)(kuang)。菱鎂礦(kuang)(kuang)石中氧化(hua)鎂的含量高(gao)低和化(hua)學成分(fen)直(zhi)接(jie)影響到電熔(rong)凝氧化(hua)鎂的質量，同時在電熔(rong)過程中也(ye)直(zhi)接(jie)影響到電熔(rong)凝氧化(hua)鎂得到的品級(ji)比(bi)例，因(yin)此，為了保證電熔(rong)凝氧化(hua)鎂的質量和品級(ji)比(bi)例，必須對(dui)各(ge)種礦(kuang)(kuang)石進(jin)行適(shi)當的配比(bi)后進(jin)行熔(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)。我國的遼寧省(sheng)水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的礦(kuang)源非常豐富，水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)中氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量高于(yu)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)。它也是一種制造電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的原(yuan)料，部分地區水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的化(hua)學成(cheng)分見表(biao)2。

表2水(shui)鎂石(shi)的化學成分(fen)/%

③輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。以(yi)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)原料，可以(yi)使生產環(huan)境(jing)得到改(gai)善，可以(yi)降低運輸費用。由于電熔(rong)時排出(chu)氣(qi)體少(shao)，成分也較均(jun)勻，對提高電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)質量有利(li)。

我國有一(yi)(yi)些電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)以(yi)輕(qing)(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)制成(cheng)球(qiu)料(liao)入爐電熔(rong)(rong)。輕(qing)(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)氧化(hua)(hua)鎂(mei)含(han)量達到98%，以(yi)此料(liao)能生產(chan)出白色大結晶電熔(rong)(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)。但(dan)由于成(cheng)球(qiu)費用(yong)高，影響生產(chan)成(cheng)本(ben)。目(mu)前，有的(de)廠家采用(yong)反射(she)爐輕(qing)(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)，以(yi)一(yi)(yi)定的(de)粒(li)度(du)加入熔(rong)(rong)爐電熔(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質量比用(yong)菱(ling)鎂(mei)礦石好，成(cheng)本(ben)又比用(yong)球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜，因而得到了一(yi)(yi)定的(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了(le)某些(xie)電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)特(te)殊要求，有時必(bi)須(xu)在電(dian)熔過程中采(cai)用燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔原(yuan)料(liao)(liao)，如采(cai)用海水鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔原(yuan)料(liao)(liao)，一般首先利用處(chu)理海水和石灰乳作(zuo)用生(sheng)產(chan)氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成(cheng)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用其(qi)他(ta)方(fang)法也(ye)可以制(zhi)得(de)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)制(zhi)取方(fang)法)，采(cai)用輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原(yuan)料(liao)(liao)生(sheng)產(chan)電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)，極少(shao)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)雜(za)質氣(qi)體(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)體的(de)(de)(de)雜(za)質，可明顯影(ying)響晶(jing)粒(li)的(de)(de)(de)長大。因為(wei)(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)用在于增加晶(jing)界(jie)運動(dong)所需(xu)的(de)(de)(de)能量(liang)(liang)。當(dang)晶(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)體能量(liang)(liang)降低，其(qi)降低量(liang)(liang)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積成(cheng)正比，所以必(bi)須(xu)提高晶(jing)界(jie)能，晶(jing)界(jie)才(cai)能離開(kai)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)繼續運動(dong)。并且(qie)當(dang)晶(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積相(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)界(jie)必(bi)須(xu)變形，第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈(yu)多，晶(jing)粒(li)長大的(de)(de)(de)極限尺寸愈(yu)小。

另(ling)一方面(mian)為(wei)了降低電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂的顯氣(qi)孔率，也應盡量(liang)減(jian)少原(yuan)料氧(yang)化(hua)鎂的氣(qi)體(ti)排出，因此(ci)，采用燒結鎂砂電(dian)熔(rong)有其顯著優(you)點(dian)。

⑤電熔氧(yang)化鎂(mei)單晶的化學(xue)原料質量要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特(te)性(xing)是同原子(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)力學本性(xing)如離子(zi)(zi)(zi)半(ban)徑的(de)尺寸，離子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)位數值，離子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)外層結構(gou)等相關聯。而氧(yang)化(hua)鎂的(de)離子(zi)(zi)(zi)尺寸、質(zhi)量和(he)電(dian)荷、陽離子(zi)(zi)(zi)和(he)陰離子(zi)(zi)(zi)之(zhi)間的(de)結合特(te)性(xing)和(he)強(qiang)度、離子(zi)(zi)(zi)的(de)極化(hua)作用、結晶構(gou)造(zao)等決定它是一高熔點化(hua)合物(wu)。

氧化鎂(mei)的熔點和結構參數(shu)(shu)：陽離(li)子半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離(li)子半(ban)徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配位數(shu)(shu)6;有效(xiao)配位數(shu)(shu)8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)最重要(yao)過程(cheng)(cheng)是(shi)由各種(zhong)鎂(mei)質(zhi)原料(liao)，通(tong)過各種(zhong)形式的(de)(de)加熱(re)(re)方法產生高溫使鎂(mei)質(zhi)材(cai)料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)(rong)體(ti)。要(yao)使氧化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)(rong)融，必須消耗(hao)大量(liang)的(de)(de)熱(re)(re)能(neng)，以克服離子間的(de)(de)引力。通(tong)過強大電弧產生高溫而熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)方法叫(jiao)做(zuo)電弧熔(rong)(rong)(rong)融法。這個(ge)融化(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)一般包括熱(re)(re)的(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)長大等一系列(lie)物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)(de)過程(cheng)(cheng)。

①脫水過程。用水鎂石作原料有一脫水過程。水鎂石的主要成分是(shi)氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其脫水過程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過(guo)(guo)程。用(yong)菱(ling)鎂礦(kuang)作為原料時(shi)有一個脫碳(tan)過(guo)(guo)程，脫碳(tan)過(guo)(guo)程包括兩個方面。一方面是菱(ling)鎂礦(kuang)石的(de)熱分解，菱(ling)鎂礦(kuang)石的(de)主要成分是碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方(fang)面(mian)，由于在(zai)(zai)電(dian)(dian)熔過(guo)程(cheng)中(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)(zai)原料氧化鎂中(zhong)加入石(shi)墨粉(fen)(fen)末添加物(wu)(助劑)，在(zai)(zai)電(dian)(dian)熔爐起動過(guo)程(cheng)中(zhong)需在(zai)(zai)三電(dian)(dian)極(ji)(石(shi)墨電(dian)(dian)極(ji))的下(xia)端用石(shi)墨粉(fen)(fen)末鋪(pu)成三角形或星(xing)形導線路，在(zai)(zai)通(tong)電(dian)(dian)過(guo)程(cheng)中(zhong)受熱燒損或完全(quan)燃燒除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)程。熔(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)程即(ji)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離(li)子(zi)和氧(yang)離(li)子(zi)在強(qiang)電弧產(chan)生(sheng)(sheng)的熱(re)(re)能(neng)作用(yong)下，克服單晶(jing)(jing)體中的晶(jing)(jing)格能(neng)的束縛，變成(cheng)能(neng)自由運動的過(guo)(guo)(guo)程。也就是說，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)到(dao)一(yi)定(ding)溫(wen)度(熔(rong)點)就會由固體變成(cheng)液(ye)體，叫熔(rong)化(hua)(hua)。在這一(yi)過(guo)(guo)(guo)程中需消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)(hao)大量的電能(neng)。據電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)者(zhe)對用(yong)水鎂(mei)(mei)石作原料生(sheng)(sheng)產(chan)電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的熱(re)(re)平衡的衡算，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)(hao)的比(bi)例如下：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)(jing)體生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)耗(hao)(hao)(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼(ke)的水耗(hao)(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表(biao)面散熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電能(neng)損(sun)失值(zhi)3.2%，從(cong)這些統計數(shu)據可(ke)以看出，在電熔(rong)