電弧熔爐生產電熔氧化鎂(mei)的工(gong)藝流程(cheng)主(zhu)要包括：原(yuan)料(liao)配料(liao)、電弧熔融、破碎(sui)、選別、粉(fen)碎(sui)、篩別、磁選、分(fen)類(lei)包裝等(deng)。

(1)原料

我國有(you)豐富的優質(zhi)菱鎂(mei)(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量高(gao)，又易于開采(cai)，因此，被廣泛用作電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的原(yuan)料。采(cai)用菱鎂(mei)(mei)石作原(yuan)料，碳酸鎂(mei)(mei)分解產生CO2氣(qi)體，由于有(you)大量氣(qi)體從爐內排出影響(xiang)著電熔(rong)過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的結晶帶的形成均有不利(li)影響，由于大量(liang)塵(chen)料(liao)(liao)飛損(sun)，使物料(liao)(liao)損(sun)耗(hao)和能量(liang)消(xiao)耗(hao)增(zeng)高(gao)，也惡化了車間生產環境。但由于優質菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石容(rong)易獲得(de)，價(jia)格很(hen)低廉，所(suo)以，仍是我國電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)用得(de)最多最廣泛的原料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石中氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)含量(liang)高(gao)低和化(hua)學成分(fen)直(zhi)(zhi)接影(ying)響到電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)質量(liang)，同時在(zai)電(dian)熔(rong)過程中也(ye)直(zhi)(zhi)接影(ying)響到電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)得到的(de)(de)品級比(bi)例(li)，因此，為了(le)保證電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)質量(liang)和品級比(bi)例(li)，必(bi)須對各種礦(kuang)石進(jin)行(xing)適當的(de)(de)配比(bi)后進(jin)行(xing)熔(rong)煉(lian)。

②水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)。我國的遼寧省(sheng)水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)的礦源非常豐富，水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)含(han)量高于菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)。它也是一種制造電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的原(yuan)料，部分(fen)地區水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)的化(hua)學成(cheng)分(fen)見(jian)表2。

表(biao)2水鎂石的(de)化(hua)學成分/%

③輕燒氧化(hua)鎂(mei)。以輕燒氧化(hua)鎂(mei)作為電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)原(yuan)料，可(ke)以使生(sheng)產(chan)環境得到(dao)改善，可(ke)以降低運(yun)輸費用(yong)。由于電熔(rong)時排出氣體少(shao)，成分也(ye)較均勻，對(dui)提高電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)質量有利。

我國(guo)有一些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制成球(qiu)料入爐電(dian)熔(rong)(rong)。輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量(liang)達(da)到98%，以此料能(neng)生產出白色大結晶電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于(yu)成球(qiu)費用(yong)(yong)(yong)高，影響生產成本。目前(qian)，有的廠家采(cai)用(yong)(yong)(yong)反射爐輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以一定的粒度加(jia)入熔(rong)(rong)爐電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的質量(liang)比(bi)用(yong)(yong)(yong)菱(ling)鎂(mei)礦石好，成本又比(bi)用(yong)(yong)(yong)球(qiu)料作原料時便宜，因(yin)而得到了一定的推廣(guang)。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)(sha)。為了某些(xie)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的特殊要求，有時(shi)(shi)必(bi)(bi)須在(zai)電(dian)熔(rong)過程中采用燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為電(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，如采用海(hai)水鎂(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為電(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，一般首先利(li)用處理(li)海(hai)水和石灰乳(ru)作(zuo)用生產氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用其他方法也(ye)可以(yi)制得輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳(xiang)見工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的制取方法)，采用輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為原(yuan)料(liao)生產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)研究認為，極少量的雜(za)(za)質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)體的雜(za)(za)質(zhi)，可明顯影響晶(jing)粒(li)的長大。因為雜(za)(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)的作(zuo)用在(zai)于增(zeng)加晶(jing)界運動所(suo)需的能(neng)(neng)(neng)量。當晶(jing)界與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)(shi)，晶(jing)體能(neng)(neng)(neng)量降低，其降低量與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積成正比(bi)，所(suo)以(yi)必(bi)(bi)須提(ti)高晶(jing)界能(neng)(neng)(neng)，晶(jing)界才能(neng)(neng)(neng)離開(kai)第(di)二相(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)界與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)(shi)，與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積相(xiang)(xiang)等(deng)的晶(jing)界必(bi)(bi)須變形，第(di)二相(xiang)(xiang)數(shu)量愈(yu)多(duo)，晶(jing)粒(li)長大的極限尺寸愈(yu)小(xiao)。

另(ling)一方面(mian)為了(le)降低電熔凝氧(yang)化鎂的顯(xian)氣孔率，也(ye)應(ying)盡(jin)量減少原料氧(yang)化鎂的氣體(ti)排出(chu)，因此，采用燒結鎂砂電熔有其(qi)顯(xian)著優點。

⑤電熔氧(yang)化鎂(mei)單晶(jing)的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是同原子(zi)和分子(zi)的量(liang)子(zi)力學本性如離(li)子(zi)半(ban)徑(jing)的尺寸，離(li)子(zi)的電(dian)位數值，離(li)子(zi)的電(dian)子(zi)外層結構等相關聯(lian)。而氧化鎂的離(li)子(zi)尺寸、質量(liang)和電(dian)荷、陽離(li)子(zi)和陰離(li)子(zi)之間(jian)的結合特性和強度、離(li)子(zi)的極化作用、結晶構造(zao)等決定(ding)它是一高熔點(dian)化合物。

氧化鎂的(de)熔點和結構參(can)數：陽離子半徑(jing)0.074mm;陰(yin)離子半徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的最(zui)重要過(guo)程是(shi)由(you)各種鎂(mei)(mei)質(zhi)原料，通過(guo)各種形式的加熱(re)方(fang)法(fa)產生高(gao)溫(wen)使鎂(mei)(mei)質(zhi)材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)體。要使氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)融，必須消耗大(da)(da)量的熱(re)能，以克服離子間的引力。通過(guo)強大(da)(da)電(dian)弧產生高(gao)溫(wen)而熔(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的方(fang)法(fa)叫(jiao)做電(dian)弧熔(rong)融法(fa)。這個融化(hua)(hua)過(guo)程一般(ban)包(bao)括熱(re)的傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體長大(da)(da)等一系列(lie)物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的過(guo)程。

①脫水(shui)過(guo)程(cheng)(cheng)。用水(shui)鎂(mei)(mei)石作原(yuan)料(liao)有一脫水(shui)過(guo)程(cheng)(cheng)。水(shui)鎂(mei)(mei)石的主要成(cheng)分是氫氧化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫水(shui)過(guo)程(cheng)(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)碳過程(cheng)。用菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)作為(wei)原(yuan)料時有一個脫(tuo)(tuo)碳過程(cheng)，脫(tuo)(tuo)碳過程(cheng)包括兩個方(fang)面。一方(fang)面是菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石的(de)熱分解，菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石的(de)主要成(cheng)分是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由(you)于在(zai)電(dian)熔過程(cheng)中往往在(zai)原料氧(yang)化鎂中加(jia)入石(shi)墨(mo)粉(fen)末添加(jia)物(助(zhu)劑)，在(zai)電(dian)熔爐(lu)起動過程(cheng)中需(xu)在(zai)三電(dian)極(ji)(ji)(石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji)(ji))的下端用石(shi)墨(mo)粉(fen)末鋪成三角形或星形導線路，在(zai)通電(dian)過程(cheng)中受(shou)熱燒(shao)損或完(wan)全(quan)燃燒(shao)除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)即(ji)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離子和氧(yang)(yang)離子在強電(dian)(dian)弧產(chan)生(sheng)的(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)能(neng)作(zuo)用下(xia)，克(ke)服單(dan)晶(jing)(jing)體中(zhong)的(de)晶(jing)(jing)格能(neng)的(de)束(shu)縛(fu)，變(bian)成(cheng)能(neng)自由運動的(de)過(guo)(guo)程(cheng)。也(ye)就(jiu)是說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)(re)(re)到一定(ding)溫(wen)度(熔(rong)(rong)點)就(jiu)會由固體變(bian)成(cheng)液體，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)。在這(zhe)一過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)需(xu)消(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)電(dian)(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)產(chan)者對用水(shui)鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料生(sheng)產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)比例如下(xia)：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)(jing)體生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻(que)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻(que)爐(lu)殼的(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子表面散熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損(sun)失(shi)值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數據(ju)可以看(kan)出，在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)