電(dian)(dian)弧(hu)熔(rong)爐(lu)生產電(dian)(dian)熔(rong)氧化鎂的工(gong)藝流(liu)程主(zhu)要包括(kuo)：原(yuan)料(liao)配料(liao)、電(dian)(dian)弧(hu)熔(rong)融、破碎、選別(bie)(bie)、粉(fen)碎、篩別(bie)(bie)、磁(ci)選、分類(lei)包裝等(deng)。

(1)原料

我國有(you)豐富的(de)(de)優質菱鎂礦石，氧化(hua)(hua)鎂含(han)量(liang)高(gao)，又易于開采，因(yin)此，被廣(guang)泛用作(zuo)(zuo)電熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂的(de)(de)原(yuan)料。采用菱鎂石作(zuo)(zuo)原(yuan)料，碳酸鎂分解(jie)產(chan)生CO2氣(qi)體，由于有(you)大量(liang)氣(qi)體從爐內排出影響著電熔(rong)過程的(de)(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)的(de)(de)結(jie)晶帶的(de)(de)形成均(jun)有(you)不利影響，由于大量(liang)塵料飛損，使物料損耗(hao)和能量(liang)消(xiao)耗(hao)增高，也惡化了車間生產環境。但(dan)由于優(you)質菱鎂(mei)礦石容易(yi)獲(huo)得，價格很低(di)廉，所以(yi)，仍(reng)是我(wo)國電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)用得最多最廣泛的(de)(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石中(zhong)氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)含量高低和化學(xue)成(cheng)分直接影(ying)響到電熔凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)質量，同時在電熔過程中(zhong)也直接影(ying)響到電熔凝氧(yang)化鎂(mei)得到的(de)(de)品級比(bi)(bi)例，因此，為了保證電熔凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)質量和品級比(bi)(bi)例，必須對各(ge)種礦石進(jin)行適(shi)當的(de)(de)配(pei)比(bi)(bi)后進(jin)行熔煉(lian)。

②水鎂(mei)石。我(wo)國的遼寧(ning)省水鎂(mei)石的礦源非常豐(feng)富，水鎂(mei)石中氧化鎂(mei)含量高(gao)于(yu)菱鎂(mei)礦石。它也是一種(zhong)制(zhi)造電熔凝氧化鎂(mei)的原料，部分(fen)地區(qu)水鎂(mei)石的化學成分(fen)見表2。

表(biao)2水鎂石的化(hua)學成分/%

③輕燒氧化(hua)鎂。以輕燒氧化(hua)鎂作為電(dian)熔氧化(hua)鎂原料，可以使生產環境(jing)得到改善，可以降低運(yun)輸(shu)費用。由(you)于電(dian)熔時排出氣體少，成分也較均勻，對(dui)提高(gao)電(dian)熔氧化(hua)鎂質量有利。

我國有(you)一(yi)些電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以(yi)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制(zhi)成(cheng)(cheng)(cheng)球料(liao)(liao)(liao)入爐電熔(rong)(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含(han)量(liang)達到98%，以(yi)此料(liao)(liao)(liao)能生(sheng)產出(chu)白色大結(jie)晶電熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但由于(yu)成(cheng)(cheng)(cheng)球費用高，影響生(sheng)產成(cheng)(cheng)(cheng)本。目(mu)前，有(you)的廠家采用反(fan)射爐輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以(yi)一(yi)定(ding)的粒度加入熔(rong)(rong)爐電熔(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的質量(liang)比用菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石好(hao)，成(cheng)(cheng)(cheng)本又比用球料(liao)(liao)(liao)作原料(liao)(liao)(liao)時便宜，因(yin)而得到了一(yi)定(ding)的推廣。

④燒(shao)(shao)結(jie)(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂。為了(le)某些(xie)電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特殊要(yao)求(qiu)，有時必(bi)須在電熔過程中采(cai)(cai)用(yong)燒(shao)(shao)結(jie)(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂作為電熔原料(liao)，如采(cai)(cai)用(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)砂作為電熔原料(liao)，一般首先利用(yong)處理海水(shui)和(he)石(shi)灰乳作用(yong)生產(chan)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)其他方法(fa)也可以制得(de)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工(gong)業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制取方法(fa))，采(cai)(cai)用(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作為原料(liao)生產(chan)電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等(deng)研究認為，極少量(liang)的(de)(de)雜質(zhi)氣(qi)體(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬(shu)于晶(jing)(jing)體的(de)(de)雜質(zhi)，可明顯影響晶(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)長大。因(yin)為雜質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作用(yong)在于增加晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)運動所需的(de)(de)能量(liang)。當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與第二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)體能量(liang)降低，其降低量(liang)與第二相(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面積成正比，所以必(bi)須提高晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)能，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)才能離(li)開第二相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與第二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與第二相(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面積相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)必(bi)須變(bian)形，第二相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒(li)長大的(de)(de)極限尺(chi)寸愈小。

另一方面為了降低電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂的顯氣孔率，也應盡量(liang)減少原料氧(yang)化(hua)(hua)鎂的氣體排出(chu)，因此，采用燒(shao)結鎂砂電(dian)熔有其顯著(zhu)優點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單(dan)晶的化(hua)學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)(xing)是同(tong)原子(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)力學(xue)本性(xing)(xing)如離(li)子(zi)(zi)半(ban)徑(jing)的(de)(de)尺寸，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電位數值，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)外層結(jie)構等相關(guan)聯。而氧化鎂的(de)(de)離(li)子(zi)(zi)尺寸、質量和(he)(he)電荷、陽(yang)離(li)子(zi)(zi)和(he)(he)陰離(li)子(zi)(zi)之間的(de)(de)結(jie)合(he)特性(xing)(xing)和(he)(he)強度、離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)極化作用、結(jie)晶(jing)構造等決定它(ta)是一高熔點(dian)化合(he)物。

氧化鎂(mei)的(de)熔(rong)點和結構(gou)參數(shu)：陽離子半(ban)徑(jing)(jing)0.074mm;陰(yin)離子半(ban)徑(jing)(jing)0.53mm;結構(gou)類型(xing)NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)最重要(yao)過(guo)(guo)程是由(you)各種(zhong)鎂(mei)質原(yuan)料(liao)，通過(guo)(guo)各種(zhong)形式(shi)的(de)加熱(re)方法產生(sheng)高(gao)溫(wen)使鎂(mei)質材(cai)料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變(bian)(bian)成氧化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)體。要(yao)使氧化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)融(rong)(rong)，必(bi)須消耗(hao)大(da)量的(de)熱(re)能(neng)，以克(ke)服離子間的(de)引力。通過(guo)(guo)強大(da)電(dian)弧產生(sheng)高(gao)溫(wen)而熔(rong)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)方法叫做電(dian)弧熔(rong)融(rong)(rong)法。這個融(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)程一般包(bao)括熱(re)的(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體長大(da)等一系列物理化(hua)(hua)學變(bian)(bian)化(hua)(hua)的(de)過(guo)(guo)程。

①脫水(shui)(shui)(shui)過(guo)(guo)程。用水(shui)(shui)(shui)鎂石作原料有一脫水(shui)(shui)(shui)過(guo)(guo)程。水(shui)(shui)(shui)鎂石的(de)主要(yao)成分是氫(qing)氧化鎂Mg(OH)2。其(qi)脫水(shui)(shui)(shui)過(guo)(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過程(cheng)(cheng)。用菱(ling)(ling)鎂(mei)礦作為原(yuan)料時(shi)有一(yi)個(ge)脫(tuo)碳過程(cheng)(cheng)，脫(tuo)碳過程(cheng)(cheng)包括兩個(ge)方面。一(yi)方面是(shi)菱(ling)(ling)鎂(mei)礦石的(de)熱(re)分解(jie)，菱(ling)(ling)鎂(mei)礦石的(de)主要成分是(shi)碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由于在(zai)電(dian)(dian)(dian)熔過程中(zhong)往往在(zai)原料氧化(hua)鎂中(zhong)加入石(shi)墨(mo)(mo)(mo)粉末添(tian)加物(助劑(ji))，在(zai)電(dian)(dian)(dian)熔爐起(qi)動過程中(zhong)需(xu)在(zai)三電(dian)(dian)(dian)極(石(shi)墨(mo)(mo)(mo)電(dian)(dian)(dian)極)的下端用石(shi)墨(mo)(mo)(mo)粉末鋪成三角形或星形導線路，在(zai)通電(dian)(dian)(dian)過程中(zhong)受熱燒損或完全燃燒除去石(shi)墨(mo)(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化過(guo)程。熔(rong)(rong)(rong)化過(guo)程即氧(yang)化鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離(li)子(zi)和氧(yang)離(li)子(zi)在強電(dian)(dian)(dian)弧產生的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)作(zuo)用下，克服單晶體(ti)中(zhong)的(de)(de)晶格(ge)能(neng)的(de)(de)束縛，變(bian)成(cheng)能(neng)自由(you)運(yun)動的(de)(de)過(guo)程。也就是(shi)說，氧(yang)化鎂(mei)加熱(re)(re)(re)(re)到一定(ding)溫度(du)(熔(rong)(rong)(rong)點)就會由(you)固體(ti)變(bian)成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)(rong)(rong)化。在這一過(guo)程中(zhong)需(xu)消耗(hao)大(da)量的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)能(neng)。據電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)生產者對用水鎂(mei)石作(zuo)原料生產電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)平衡的(de)(de)衡算(suan)，熱(re)(re)(re)(re)消耗(hao)的(de)(de)比例如下：氧(yang)化鎂(mei)晶體(ti)生成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)消耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂生成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐(lu)(lu)殼的(de)(de)水耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)(lu)子(zi)表面散熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)(dian)能(neng)損(sun)失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據可以看出，在電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)