電(dian)(dian)弧熔(rong)爐生產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)的工(gong)藝流程主要包(bao)括：原料(liao)配料(liao)、電(dian)(dian)弧熔(rong)融、破(po)碎、選(xuan)別、粉碎、篩別、磁選(xuan)、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富的(de)優質菱鎂(mei)礦石，氧(yang)化鎂(mei)含量高，又易于開采(cai)，因此，被廣泛用作電熔氧(yang)化鎂(mei)的(de)原(yuan)(yuan)料。采(cai)用菱鎂(mei)石作原(yuan)(yuan)料，碳酸鎂(mei)分解(jie)產生(sheng)CO2氣體(ti)，由(you)于有(you)大量氣體(ti)從爐內排出影響著電熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔(rong)氧化鎂(mei)的結晶帶的形成(cheng)均有不利影(ying)響，由于大量塵(chen)料(liao)飛(fei)損(sun)，使(shi)物(wu)料(liao)損(sun)耗和能量消耗增(zeng)高，也(ye)惡化了車間生產環境。但(dan)由于優質菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)容易獲得，價格很(hen)低廉(lian)，所以，仍是我國(guo)電熔(rong)氧化鎂(mei)用得最多最廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂礦。菱(ling)鎂礦石(shi)中氧(yang)化鎂的(de)(de)(de)含量(liang)高(gao)低(di)和化學成分直(zhi)接(jie)影(ying)響到電熔凝(ning)(ning)氧(yang)化鎂的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)，同(tong)時在電熔過(guo)程中也直(zhi)接(jie)影(ying)響到電熔凝(ning)(ning)氧(yang)化鎂得到的(de)(de)(de)品級比例，因(yin)此，為了(le)保證電熔凝(ning)(ning)氧(yang)化鎂的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)和品級比例，必(bi)須對各種礦石(shi)進(jin)行適當(dang)的(de)(de)(de)配比后進(jin)行熔煉(lian)。

②水鎂(mei)石。我國的(de)遼寧(ning)省水鎂(mei)石的(de)礦(kuang)源(yuan)非常豐富，水鎂(mei)石中氧(yang)化鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦(kuang)石。它也是一種(zhong)制造(zao)電熔凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)原料，部分(fen)地區(qu)水鎂(mei)石的(de)化學成分(fen)見表2。

表2水鎂石的化學成分(fen)/%

③輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂。以(yi)輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂作為電熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂原料，可以(yi)使生(sheng)產(chan)環境(jing)得到改(gai)善，可以(yi)降(jiang)低運輸費用(yong)。由(you)于電熔時排(pai)出氣(qi)體(ti)少(shao)，成分也(ye)較均勻，對提高電熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂質量有利。

我國有(you)一些(xie)電熔凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂以(yi)輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂制成(cheng)(cheng)(cheng)球(qiu)料(liao)(liao)入(ru)爐(lu)電熔。輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂含量(liang)達(da)到(dao)98%，以(yi)此料(liao)(liao)能生(sheng)產出白色大結(jie)晶電熔氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂。但由于(yu)成(cheng)(cheng)(cheng)球(qiu)費用(yong)(yong)高，影響生(sheng)產成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)。目前，有(you)的(de)廠家(jia)采用(yong)(yong)反射爐(lu)輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂，以(yi)一定的(de)粒度(du)加入(ru)熔爐(lu)電熔，電熔氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)質(zhi)量(liang)比用(yong)(yong)菱鎂礦石好，成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)又比用(yong)(yong)球(qiu)料(liao)(liao)作(zuo)原料(liao)(liao)時便(bian)宜，因而得到(dao)了一定的(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了某(mou)些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)特(te)殊要求，有時(shi)必(bi)須(xu)在電(dian)(dian)熔(rong)過程中(zhong)采(cai)用(yong)(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)(yuan)料，如采(cai)用(yong)(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)(yuan)料，一般首先利用(yong)(yong)處理(li)海(hai)水和石灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)生產(chan)(chan)氫氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方(fang)法也可(ke)以制(zhi)得輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)制(zhi)取方(fang)法)，采(cai)用(yong)(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)原(yuan)(yuan)料生產(chan)(chan)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研究認(ren)為(wei)，極少量(liang)的(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)氣體(相(xiang))也屬于(yu)晶(jing)體的(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)，可(ke)明顯影(ying)響晶(jing)粒的(de)(de)(de)長大。因為(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)在于(yu)增加晶(jing)界(jie)運動(dong)所需(xu)的(de)(de)(de)能量(liang)。當(dang)晶(jing)界(jie)與第(di)(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，晶(jing)體能量(liang)降低(di)，其降低(di)量(liang)與第(di)(di)二(er)相(xiang)橫截面積(ji)成正比，所以必(bi)須(xu)提高晶(jing)界(jie)能，晶(jing)界(jie)才能離開第(di)(di)二(er)相(xiang)繼續運動(dong)。并且當(dang)晶(jing)界(jie)與第(di)(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，與第(di)(di)二(er)相(xiang)橫截面積(ji)相(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)界(jie)必(bi)須(xu)變形(xing)，第(di)(di)二(er)相(xiang)數量(liang)愈(yu)多，晶(jing)粒長大的(de)(de)(de)極限尺寸愈(yu)小。

另一(yi)方面(mian)為了降(jiang)低電熔凝氧化鎂(mei)的顯氣孔率，也應盡量減少(shao)原料氧化鎂(mei)的氣體排(pai)出，因此，采用燒結鎂(mei)砂電熔有其顯著優點。

⑤電熔(rong)氧化鎂(mei)單(dan)晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)(te)性(xing)是(shi)同原子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的(de)(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)力學本性(xing)如離(li)(li)子(zi)(zi)半徑(jing)的(de)(de)(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)電位數值(zhi)，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)電子(zi)(zi)外層(ceng)結(jie)構等相關聯。而(er)氧化(hua)鎂的(de)(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)尺寸、質量(liang)和(he)電荷(he)、陽(yang)離(li)(li)子(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)(de)(de)結(jie)合特(te)(te)性(xing)和(he)強度(du)、離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)極化(hua)作用、結(jie)晶構造等決定它是(shi)一高(gao)熔點(dian)化(hua)合物。

氧化鎂的熔點和結(jie)(jie)構參(can)數(shu)：陽(yang)離子(zi)半徑0.074mm;陰離子(zi)半徑0.53mm;結(jie)(jie)構類(lei)型NaCl;配位數(shu)6;有(you)效配位數(shu)8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制造的(de)(de)最重要過(guo)(guo)程是由(you)各(ge)(ge)種(zhong)(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)質原料(liao)，通(tong)過(guo)(guo)各(ge)(ge)種(zhong)(zhong)形式的(de)(de)加(jia)熱方法產生(sheng)高(gao)溫使(shi)鎂(mei)(mei)(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)體。要使(shi)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)融，必須消耗大量(liang)的(de)(de)熱能，以(yi)克(ke)服離子間的(de)(de)引力(li)。通(tong)過(guo)(guo)強(qiang)大電弧(hu)產生(sheng)高(gao)溫而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)方法叫做電弧(hu)熔(rong)融法。這個融化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程一般包括熱的(de)(de)傳導、脫(tuo)水(shui)、脫(tuo)碳、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長(chang)大等一系列物理化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)過程。用水(shui)鎂石作原料(liao)有一脫(tuo)水(shui)過程。水(shui)鎂石的主(zhu)要(yao)成分是(shi)氫(qing)氧化鎂Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)水(shui)過程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)。用菱鎂礦(kuang)作為原料時(shi)有一個脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)包括兩個方面。一方面是菱鎂礦(kuang)石的熱分解，菱鎂礦(kuang)石的主要成分是碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)(zai)電熔(rong)過(guo)程中(zhong)(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)(zai)原料氧化鎂中(zhong)(zhong)加入石墨粉末(mo)(mo)添加物(助劑)，在(zai)(zai)電熔(rong)爐起動(dong)過(guo)程中(zhong)(zhong)需在(zai)(zai)三電極(石墨電極)的下端用石墨粉末(mo)(mo)鋪成三角形(xing)或(huo)星(xing)形(xing)導線(xian)路，在(zai)(zai)通(tong)電過(guo)程中(zhong)(zhong)受熱燒(shao)(shao)損或(huo)完全(quan)燃燒(shao)(shao)除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)即氧(yang)化(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離(li)子和氧(yang)離(li)子在強(qiang)電(dian)(dian)(dian)(dian)弧產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)(re)能(neng)作(zuo)用(yong)下，克服單(dan)晶(jing)體中的(de)(de)晶(jing)格能(neng)的(de)(de)束縛，變(bian)成(cheng)(cheng)(cheng)能(neng)自由運動的(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)。也就(jiu)是(shi)說，氧(yang)化(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)到一(yi)定溫度(熔(rong)(rong)點)就(jiu)會(hui)由固體變(bian)成(cheng)(cheng)(cheng)液(ye)體，叫熔(rong)(rong)化(hua)。在這一(yi)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)中需(xu)消(xiao)耗(hao)大量的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)。據電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)者對用(yong)水(shui)鎂(mei)石作(zuo)原料生(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)的(de)(de)比例如下：氧(yang)化(hua)鎂(mei)晶(jing)體生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼(ke)的(de)(de)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面(mian)散熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)損失(shi)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據可以看出，在電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)