電弧熔(rong)爐(lu)生產電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)的工(gong)藝流程主要包(bao)括(kuo)：原(yuan)料配(pei)料、電弧熔(rong)融(rong)、破碎、選別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我(wo)國有(you)豐富的優質菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石，氧化鎂(mei)(mei)(mei)含量高，又易于開采(cai)，因此，被廣(guang)泛用作(zuo)電熔氧化鎂(mei)(mei)(mei)的原(yuan)料(liao)。采(cai)用菱鎂(mei)(mei)(mei)石作(zuo)原(yuan)料(liao)，碳(tan)酸鎂(mei)(mei)(mei)分(fen)解產生(sheng)CO2氣體，由(you)于有(you)大量氣體從(cong)爐(lu)內排出影響著(zhu)電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)(dian)熔氧化鎂的(de)結晶(jing)帶的(de)形成均有不(bu)利影響，由(you)于大量(liang)塵料(liao)(liao)飛(fei)損(sun)，使物料(liao)(liao)損(sun)耗(hao)和能(neng)量(liang)消耗(hao)增(zeng)高(gao)，也惡化了(le)車間(jian)生產環境(jing)。但由(you)于優質菱鎂礦石容易獲得(de)，價(jia)格很低(di)廉，所以，仍是我國電(dian)(dian)熔氧化鎂用得(de)最多最廣泛的(de)原料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石中(zhong)氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)含量高低和化學成(cheng)分直接影(ying)響到(dao)(dao)(dao)電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)質量，同(tong)時在電(dian)(dian)熔過程中(zhong)也直接影(ying)響到(dao)(dao)(dao)電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)得到(dao)(dao)(dao)的(de)(de)品級(ji)比例(li)，因此，為了保證電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)質量和品級(ji)比例(li)，必須對各種礦石進行(xing)適當(dang)的(de)(de)配比后進行(xing)熔煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石。我國(guo)的遼(liao)寧省水(shui)鎂(mei)(mei)石的礦源非常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)石中氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦石。它(ta)也是一種制(zhi)造電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的原料(liao)，部分地區水(shui)鎂(mei)(mei)石的化(hua)學成分見表2。

表2水鎂石的化學成(cheng)分/%

③輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。以(yi)(yi)輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為電(dian)熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)原料，可(ke)以(yi)(yi)使生(sheng)產環境得到改善，可(ke)以(yi)(yi)降低運輸(shu)費用。由于電(dian)熔(rong)時排出氣體少，成分(fen)也較均勻，對(dui)提高(gao)電(dian)熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)質量有利。

我國有一(yi)些電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)以輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)制成(cheng)球料(liao)(liao)入(ru)爐電熔(rong)(rong)(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量(liang)達到98%，以此料(liao)(liao)能生產出白色大(da)結晶電熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)球費用(yong)高，影響生產成(cheng)本(ben)。目前，有的廠(chang)家(jia)采(cai)用(yong)反射爐輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)，以一(yi)定的粒度加入(ru)熔(rong)(rong)(rong)爐電熔(rong)(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的質量(liang)比(bi)用(yong)菱鎂(mei)礦石(shi)好，成(cheng)本(ben)又比(bi)用(yong)球料(liao)(liao)作(zuo)原(yuan)料(liao)(liao)時便宜(yi)，因而得到了一(yi)定的推(tui)廣。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂。為了(le)某些(xie)電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)特殊要(yao)求，有(you)時必(bi)須在(zai)(zai)電熔(rong)過(guo)程中采用(yong)(yong)燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂作為電熔(rong)原(yuan)料，如采用(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)砂作為電熔(rong)原(yuan)料，一(yi)般首先利用(yong)(yong)處(chu)理海水和(he)石(shi)灰(hui)乳作用(yong)(yong)生(sheng)產(chan)氫氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)成(cheng)輕(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方(fang)法(fa)也(ye)可以制得輕(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳(xiang)見(jian)工業(ye)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)制取(qu)方(fang)法(fa))，采用(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作為原(yuan)料生(sheng)產(chan)電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(tuo)(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等研究認為，極(ji)(ji)少(shao)量的(de)雜(za)(za)質氣體(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于(yu)晶(jing)(jing)(jing)(jing)體的(de)雜(za)(za)質，可明顯影(ying)響(xiang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)長(chang)(chang)大(da)(da)。因(yin)為雜(za)(za)質相(xiang)(xiang)的(de)作用(yong)(yong)在(zai)(zai)于(yu)增加晶(jing)(jing)(jing)(jing)界運(yun)動所需的(de)能(neng)量。當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體能(neng)量降(jiang)低(di)，其降(jiang)低(di)量與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面積(ji)成(cheng)正(zheng)比(bi)，所以必(bi)須提(ti)高晶(jing)(jing)(jing)(jing)界能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界才(cai)能(neng)離開第(di)二相(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并(bing)且當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面積(ji)相(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界必(bi)須變(bian)形，第(di)二相(xiang)(xiang)數量愈(yu)(yu)多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒長(chang)(chang)大(da)(da)的(de)極(ji)(ji)限尺寸愈(yu)(yu)小。

另一(yi)方面為了降(jiang)低電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)的顯氣孔率，也(ye)應(ying)盡(jin)量減少原(yuan)料氧化(hua)鎂(mei)的氣體排出，因此(ci)，采用燒結鎂(mei)砂電熔(rong)有其顯著優(you)點。

⑤電熔(rong)氧化鎂單晶的化學原料質(zhi)量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是(shi)(shi)同原子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的(de)(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)力(li)學本性如離(li)(li)(li)子(zi)(zi)半(ban)徑的(de)(de)(de)尺寸，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)電(dian)位數值，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)外層結(jie)構(gou)等(deng)相(xiang)關(guan)聯。而氧化(hua)鎂的(de)(de)(de)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)尺寸、質量(liang)和電(dian)荷、陽離(li)(li)(li)子(zi)(zi)和陰離(li)(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)(de)(de)結(jie)合(he)(he)特性和強度、離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)極化(hua)作用、結(jie)晶(jing)構(gou)造等(deng)決定它是(shi)(shi)一高熔點化(hua)合(he)(he)物。

氧化(hua)鎂的(de)熔(rong)點和結(jie)構(gou)參數(shu)(shu)：陽(yang)離子(zi)(zi)半徑(jing)0.074mm;陰離子(zi)(zi)半徑(jing)0.53mm;結(jie)構(gou)類型NaCl;配(pei)位數(shu)(shu)6;有效配(pei)位數(shu)(shu)8.5;密(mi)度(du)3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造(zao)的(de)最(zui)重要過(guo)(guo)(guo)程(cheng)是由各種鎂(mei)(mei)質原料(liao)，通(tong)過(guo)(guo)(guo)各種形式(shi)的(de)加熱(re)方法產(chan)生高(gao)溫(wen)使鎂(mei)(mei)質材(cai)料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)體。要使氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)融(rong)(rong)，必(bi)須消耗大(da)量的(de)熱(re)能，以克服離子間(jian)的(de)引力。通(tong)過(guo)(guo)(guo)強(qiang)大(da)電弧產(chan)生高(gao)溫(wen)而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)方法叫做電弧熔(rong)(rong)融(rong)(rong)法。這個融(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)一般包括熱(re)的(de)傳導、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)、析(xi)晶(jing)、晶(jing)體長大(da)等一系列物理(li)化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的(de)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)(shui)過(guo)程。用水(shui)(shui)鎂石(shi)作原料有一脫水(shui)(shui)過(guo)程。水(shui)(shui)鎂石(shi)的主要成分是(shi)氫氧化鎂Mg(OH)2。其(qi)脫水(shui)(shui)過(guo)程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)(tan)過程(cheng)。用菱鎂礦(kuang)作(zuo)為原料時有一(yi)個脫(tuo)碳(tan)(tan)過程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)(tan)過程(cheng)包括(kuo)兩個方(fang)面(mian)。一(yi)方(fang)面(mian)是菱鎂礦(kuang)石的熱分解，菱鎂礦(kuang)石的主(zhu)要成(cheng)分是碳(tan)(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于(yu)在電熔過程(cheng)中往往在原料氧化鎂中加入石(shi)墨(mo)(mo)粉末添加物(wu)(助劑)，在電熔爐起(qi)動(dong)過程(cheng)中需在三(san)電極(ji)(石(shi)墨(mo)(mo)電極(ji))的下端用石(shi)墨(mo)(mo)粉末鋪成三(san)角形(xing)或(huo)星形(xing)導線(xian)路(lu)，在通電過程(cheng)中受熱燒損或(huo)完全(quan)燃燒除去石(shi)墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程即(ji)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂中鎂離子和氧(yang)(yang)(yang)離子在(zai)強(qiang)電(dian)(dian)弧產生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)能(neng)作(zuo)用下(xia)，克服單晶體(ti)中的(de)(de)(de)晶格(ge)能(neng)的(de)(de)(de)束縛，變成(cheng)能(neng)自由運動(dong)的(de)(de)(de)過(guo)程。也就(jiu)是說，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂加(jia)熱(re)(re)(re)到一(yi)定溫度(熔(rong)(rong)點)就(jiu)會由固體(ti)變成(cheng)液(ye)體(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)。在(zai)這一(yi)過(guo)程中需消(xiao)耗大量的(de)(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)。據電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂生(sheng)(sheng)(sheng)產者對用水(shui)鎂石作(zuo)原料生(sheng)(sheng)(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)平(ping)衡(heng)的(de)(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗的(de)(de)(de)比例如下(xia)：氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂晶體(ti)生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)消(xiao)耗值(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)耗熱(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)耗值(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗熱(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐殼(ke)的(de)(de)(de)水(shui)耗熱(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損失值(zhi)3.2%，從這些(xie)統計數據可以看出，在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)