電(dian)(dian)弧熔爐生產電(dian)(dian)熔氧化(hua)鎂的(de)工藝(yi)流程主要(yao)包括：原料配料、電(dian)(dian)弧熔融、破(po)碎、選別、粉(fen)碎、篩(shai)別、磁選、分類包裝等。

(1)原料

我(wo)國有(you)豐富的優質(zhi)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)(shi)，氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量高，又(you)易于(yu)開采，因(yin)此，被(bei)廣泛用作電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的原料。采用菱(ling)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)作原料，碳酸鎂(mei)(mei)分解產生CO2氣體(ti)，由于(yu)有(you)大(da)量氣體(ti)從爐內排出(chu)影響(xiang)著電熔過程的進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)(de)結晶帶的(de)(de)(de)形成(cheng)均有不利影響，由于大量塵料飛損，使物料損耗和能量消耗增(zeng)高(gao)，也惡化了車間生產(chan)環境。但由于優質菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)容易獲(huo)得，價格很低廉，所以，仍(reng)是我國電熔氧(yang)化鎂(mei)用得最多最廣泛的(de)(de)(de)原料。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)(kuang)。菱鎂礦(kuang)(kuang)石(shi)中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂的(de)含量(liang)高低(di)和化(hua)學成(cheng)分(fen)直接影響(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂的(de)質量(liang)，同時(shi)在電(dian)熔(rong)(rong)過(guo)程中(zhong)也直接影響(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂得到(dao)的(de)品級(ji)比例，因此，為了保證(zheng)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂的(de)質量(liang)和品級(ji)比例，必須對(dui)各種礦(kuang)(kuang)石(shi)進行(xing)適當的(de)配比后(hou)進行(xing)熔(rong)(rong)煉。

②水(shui)鎂石(shi)。我國的遼寧省(sheng)水(shui)鎂石(shi)的礦源(yuan)非常豐富，水(shui)鎂石(shi)中氧化鎂含量高于菱鎂礦石(shi)。它也(ye)是一種制造電(dian)熔凝氧化鎂的原料，部(bu)分(fen)地區水(shui)鎂石(shi)的化學成分(fen)見表2。

表2水鎂石(shi)的化學成分/%

③輕(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)。以(yi)輕(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)作為電熔氧化鎂(mei)原料，可(ke)以(yi)使生產環境得到改善，可(ke)以(yi)降低運(yun)輸費用(yong)。由于電熔時排出氣(qi)體(ti)少，成分也較(jiao)均勻(yun)，對提高電熔氧化鎂(mei)質量有利。

我國有(you)一些電熔(rong)(rong)凝氧化鎂以(yi)輕燒氧化鎂制成(cheng)球(qiu)料(liao)(liao)入(ru)爐(lu)電熔(rong)(rong)。輕燒氧化鎂的氧化鎂含(han)量達(da)到(dao)98%，以(yi)此料(liao)(liao)能生(sheng)產出白色大結(jie)晶電熔(rong)(rong)氧化鎂。但由于成(cheng)球(qiu)費用高，影響生(sheng)產成(cheng)本(ben)。目前，有(you)的廠家(jia)采用反射(she)爐(lu)輕燒氧化鎂，以(yi)一定的粒度加入(ru)熔(rong)(rong)爐(lu)電熔(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)氧化鎂的質量比(bi)用菱鎂礦(kuang)石好，成(cheng)本(ben)又比(bi)用球(qiu)料(liao)(liao)作(zuo)原(yuan)料(liao)(liao)時便宜，因而得到(dao)了一定的推廣(guang)。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了(le)某些電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)特殊要求(qiu)，有時(shi)必(bi)須在(zai)電(dian)熔過(guo)程中采用燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔原料(liao)(liao)，如采用海(hai)水鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔原料(liao)(liao)，一般首先利用處理海(hai)水和石灰乳(ru)作(zuo)用生產(chan)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成(cheng)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用其他方(fang)法也(ye)可以(yi)制得輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業(ye)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)制取方(fang)法)，采用輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原料(liao)(liao)生產(chan)電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(er)(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)，極少量(liang)(liang)的(de)(de)雜質(zhi)氣(qi)體(ti)(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)雜質(zhi)，可明顯(xian)影響(xiang)晶(jing)(jing)粒(li)(li)的(de)(de)長(chang)大(da)。因為(wei)(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用在(zai)于增加晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)運動(dong)所(suo)需的(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)。當(dang)(dang)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)(jing)體(ti)能(neng)量(liang)(liang)降(jiang)低，其降(jiang)低量(liang)(liang)與第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面積(ji)成(cheng)正(zheng)比，所(suo)以(yi)必(bi)須提高晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)才能(neng)離開第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)繼續(xu)運動(dong)。并且當(dang)(dang)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，與第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面積(ji)相(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)必(bi)須變形(xing)，第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈(yu)多(duo)，晶(jing)(jing)粒(li)(li)長(chang)大(da)的(de)(de)極限(xian)尺寸(cun)愈(yu)小。

另一(yi)方面為了降低電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂的顯(xian)氣(qi)孔率，也應盡量減少原料氧(yang)化(hua)鎂的氣(qi)體(ti)排出(chu)，因此，采用燒結鎂砂電熔(rong)有(you)其(qi)顯(xian)著優點。

⑤電(dian)熔(rong)氧化鎂單晶的化學(xue)原料質量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特性是(shi)同原子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)力學本(ben)性如離(li)(li)子(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺(chi)寸，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)(dian)位(wei)數值，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)外層結構等相關聯。而(er)氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)尺(chi)寸、質量和電(dian)(dian)荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)和陰離(li)(li)子(zi)(zi)之(zhi)間的(de)(de)結合(he)(he)特性和強度、離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)極(ji)化(hua)作用、結晶構造等決定它是(shi)一高熔點化(hua)合(he)(he)物。

氧化鎂(mei)的熔點和結構參(can)數：陽離(li)子(zi)半徑0.074mm;陰離(li)子(zi)半徑0.53mm;結構類(lei)型NaCl;配(pei)位數6;有效(xiao)配(pei)位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂制(zhi)造的(de)(de)(de)最重要(yao)(yao)過(guo)程(cheng)是(shi)由(you)各(ge)(ge)種鎂質(zhi)原(yuan)料，通過(guo)各(ge)(ge)種形式的(de)(de)(de)加熱(re)(re)方法產生(sheng)高溫(wen)使(shi)鎂質(zhi)材料(MgO)熔化(hua)，變(bian)成氧(yang)(yang)化(hua)鎂熔體。要(yao)(yao)使(shi)氧(yang)(yang)化(hua)鎂熔融(rong)，必須消(xiao)耗(hao)大(da)量(liang)的(de)(de)(de)熱(re)(re)能，以克服離子間的(de)(de)(de)引力。通過(guo)強大(da)電弧(hu)產生(sheng)高溫(wen)而熔化(hua)氧(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)(de)(de)方法叫做電弧(hu)熔融(rong)法。這個融(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)一般包括熱(re)(re)的(de)(de)(de)傳(chuan)導、脫(tuo)水(shui)、脫(tuo)碳、熔化(hua)、析晶、晶體長(chang)大(da)等一系列(lie)物理化(hua)學變(bian)化(hua)的(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)。

①脫水過程。用水鎂石作原料(liao)有(you)一脫水過程。水鎂石的主要(yao)成分(fen)是(shi)(shi)氫(qing)氧化鎂Mg(OH)2。其脫水過程是(shi)(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)程。用菱(ling)鎂(mei)礦作(zuo)為(wei)原料(liao)時有一個脫(tuo)碳(tan)過(guo)程，脫(tuo)碳(tan)過(guo)程包括(kuo)兩個方面(mian)。一方面(mian)是菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)(shi)的熱分解，菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)(shi)的主(zhu)要成(cheng)分是碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由于在(zai)電熔過程中往往在(zai)原料氧化鎂中加入石墨粉(fen)末添加物(助劑)，在(zai)電熔爐起動過程中需在(zai)三(san)電極(ji)(石墨電極(ji))的下(xia)端(duan)用(yong)石墨粉(fen)末鋪成三(san)角(jiao)形或星(xing)形導線路(lu)，在(zai)通電過程中受熱燒(shao)損或完全燃燒(shao)除去(qu)石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)。熔(rong)化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)即氧(yang)化(hua)鎂中(zhong)(zhong)鎂離(li)子和氧(yang)離(li)子在強電(dian)(dian)(dian)弧產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)(re)能作用下，克服(fu)單晶體(ti)中(zhong)(zhong)的(de)(de)晶格(ge)能的(de)(de)束縛，變(bian)成(cheng)能自由(you)運動的(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)。也就(jiu)是說(shuo)，氧(yang)化(hua)鎂加(jia)熱(re)(re)(re)到(dao)一定溫度(熔(rong)點)就(jiu)會由(you)固體(ti)變(bian)成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)。在這一過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)需消耗(hao)(hao)大量的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)能。據電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)者對用水(shui)鎂石作原料生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)(de)衡算(suan)，熱(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)的(de)(de)比例(li)如下：氧(yang)化(hua)鎂晶體(ti)生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)(lu)殼的(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)(lu)子表面散熱(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走(zou)熱(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)(dian)能損失值(zhi)3.2%，從這些(xie)統(tong)計數據可以看出(chu)，在電(dian)(dian)(dian)熔(rong)