電(dian)弧熔爐生產(chan)電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂的工藝流程主要包(bao)(bao)括：原(yuan)料配料、電(dian)弧熔融、破碎、選(xuan)別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選(xuan)、分類包(bao)(bao)裝等。

(1)原料

我國(guo)有(you)豐富的優質菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)，氧化(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量高，又易于開采(cai)，因此，被廣泛用(yong)作(zuo)電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的原(yuan)料。采(cai)用(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)石(shi)作(zuo)原(yuan)料，碳(tan)酸鎂(mei)(mei)分(fen)解產生CO2氣體(ti)，由于有(you)大量氣體(ti)從爐內排出影響著電熔(rong)過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的結晶帶的形成均有(you)不(bu)利(li)影響，由于(yu)大(da)量塵料(liao)飛損，使(shi)物料(liao)損耗和能(neng)量消(xiao)耗增(zeng)高，也惡化(hua)(hua)了車(che)間生產環境。但(dan)由于(yu)優質(zhi)菱鎂(mei)礦(kuang)石容易(yi)獲得，價(jia)格很低廉(lian)，所以(yi)，仍(reng)是我國電熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)用得最多最廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)中(zhong)氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)含量(liang)高低和化(hua)學成分(fen)直(zhi)接(jie)影(ying)響到電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)質量(liang)，同時(shi)在電熔(rong)過程(cheng)中(zhong)也(ye)直(zhi)接(jie)影(ying)響到電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)得到的(de)(de)品級比(bi)例，因此，為了保證電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)質量(liang)和品級比(bi)例，必須對各種礦(kuang)石(shi)(shi)進行(xing)適(shi)當(dang)的(de)(de)配比(bi)后進行(xing)熔(rong)煉。

②水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)。我國的(de)遼寧省水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)礦源非常豐富，水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)中氧(yang)化鎂(mei)(mei)含(han)量高于菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)。它也是一種(zhong)制造電熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)原料，部(bu)分(fen)地區水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)化學成分(fen)見表2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)。以(yi)輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)作(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)原(yuan)料，可以(yi)使生產環境得(de)到(dao)改(gai)善，可以(yi)降低運輸費用(yong)。由于電(dian)熔(rong)時排出(chu)氣體少，成分也(ye)較均勻，對提高電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)質(zhi)量有(you)利。

我國有(you)一些電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制成(cheng)球(qiu)料(liao)入(ru)爐(lu)電(dian)熔。輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含(han)量達到(dao)(dao)98%，以此料(liao)能生產出白(bai)色(se)大結晶電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但(dan)由于成(cheng)球(qiu)費用高，影響生產成(cheng)本。目(mu)前，有(you)的(de)(de)(de)廠(chang)家采(cai)用反射(she)爐(lu)輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以一定的(de)(de)(de)粒度加入(ru)熔爐(lu)電(dian)熔，電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)質量比(bi)用菱(ling)鎂(mei)礦石好，成(cheng)本又比(bi)用球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜(yi)，因而(er)得(de)到(dao)(dao)了(le)一定的(de)(de)(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)了(le)某些電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)特殊(shu)要(yao)求(qiu)，有時(shi)必(bi)須在電熔(rong)過程(cheng)中(zhong)采用(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)電熔(rong)原(yuan)料(liao)，如采用(yong)海水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)電熔(rong)原(yuan)料(liao)，一般首先利用(yong)處(chu)理海水(shui)(shui)和石(shi)灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)生(sheng)(sheng)產氫氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)其(qi)他方(fang)法也可以制得輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(詳(xiang)見工業氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)制取方(fang)法)，采用(yong)輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)原(yuan)料(liao)生(sheng)(sheng)產電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極少量(liang)的(de)(de)(de)(de)雜(za)質氣體(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬(shu)于(yu)(yu)晶(jing)體的(de)(de)(de)(de)雜(za)質，可明(ming)顯影響晶(jing)粒的(de)(de)(de)(de)長大。因為(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)在于(yu)(yu)增(zeng)加晶(jing)界(jie)運(yun)動所需的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)。當晶(jing)界(jie)與(yu)第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)(yu)時(shi)，晶(jing)體能(neng)(neng)量(liang)降低，其(qi)降低量(liang)與(yu)第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面(mian)積成正比(bi)，所以必(bi)須提高晶(jing)界(jie)能(neng)(neng)，晶(jing)界(jie)才能(neng)(neng)離開第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并且當晶(jing)界(jie)與(yu)第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)(yu)時(shi)，與(yu)第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面(mian)積相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)(de)晶(jing)界(jie)必(bi)須變形(xing)，第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)粒長大的(de)(de)(de)(de)極限(xian)尺寸(cun)愈小。

另一方面為了降低(di)電(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)顯氣孔率，也應盡量(liang)減少原料氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)氣體排出，因(yin)此，采用燒結鎂(mei)(mei)砂電(dian)熔有其顯著(zhu)優點。

⑤電(dian)熔氧化鎂單晶的化學原料質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性是(shi)同原子(zi)(zi)和(he)分(fen)子(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)力學本性如(ru)離(li)子(zi)(zi)半徑(jing)的(de)尺(chi)寸，離(li)子(zi)(zi)的(de)電(dian)位數值，離(li)子(zi)(zi)的(de)電(dian)子(zi)(zi)外層結(jie)構等相關聯(lian)。而氧化鎂(mei)的(de)離(li)子(zi)(zi)尺(chi)寸、質量和(he)電(dian)荷(he)、陽離(li)子(zi)(zi)和(he)陰離(li)子(zi)(zi)之間(jian)的(de)結(jie)合特性和(he)強度、離(li)子(zi)(zi)的(de)極(ji)化作用、結(jie)晶構造等決定它是(shi)一高(gao)熔點化合物。

氧化鎂的熔點(dian)和結構參數(shu)(shu)：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構類型(xing)NaCl;配(pei)位(wei)數(shu)(shu)6;有效(xiao)配(pei)位(wei)數(shu)(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制(zhi)造的最重(zhong)要過(guo)程(cheng)是由各(ge)種鎂(mei)(mei)(mei)質原料(liao)(liao)，通過(guo)各(ge)種形(xing)式(shi)的加熱(re)方法產生高溫(wen)使鎂(mei)(mei)(mei)質材料(liao)(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)，變成氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)體(ti)。要使氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)融(rong)(rong)，必(bi)須消耗(hao)大(da)量的熱(re)能，以克服(fu)離子間的引力。通過(guo)強大(da)電弧產生高溫(wen)而熔(rong)化(hua)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的方法叫做電弧熔(rong)融(rong)(rong)法。這(zhe)個融(rong)(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)一(yi)般包括(kuo)熱(re)的傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)化(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)長(chang)大(da)等(deng)一(yi)系(xi)列物(wu)理化(hua)學(xue)變化(hua)的過(guo)程(cheng)。

①脫水過程(cheng)。用水鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料(liao)有一脫水過程(cheng)。水鎂(mei)(mei)石的主(zhu)要成分是氫氧化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其脫水過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過程。用菱鎂礦作(zuo)為原料時有一個(ge)脫(tuo)碳過程，脫(tuo)碳過程包括兩個(ge)方面(mian)。一方面(mian)是菱鎂礦石(shi)的熱分(fen)解，菱鎂礦石(shi)的主要成(cheng)分(fen)是碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由(you)于(yu)在(zai)(zai)(zai)電熔過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)往往在(zai)(zai)(zai)原料氧化鎂中(zhong)(zhong)加入石(shi)(shi)墨粉(fen)末(mo)添加物(助劑(ji))，在(zai)(zai)(zai)電熔爐(lu)起動過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)需在(zai)(zai)(zai)三(san)電極(石(shi)(shi)墨電極)的下端用石(shi)(shi)墨粉(fen)末(mo)鋪成三(san)角形或(huo)星形導線路，在(zai)(zai)(zai)通(tong)電過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)受熱燒損或(huo)完(wan)全燃燒除去石(shi)(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過(guo)(guo)程。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過(guo)(guo)程即氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子(zi)和氧(yang)(yang)離子(zi)在強電弧產生(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)(re)能(neng)作用下，克服(fu)單晶(jing)(jing)體(ti)中的(de)(de)晶(jing)(jing)格(ge)能(neng)的(de)(de)束縛，變(bian)成(cheng)能(neng)自由運動(dong)的(de)(de)過(guo)(guo)程。也就(jiu)是說(shuo)，氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)到(dao)一(yi)定溫度(熔(rong)(rong)(rong)點)就(jiu)會由固體(ti)變(bian)成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)。在這一(yi)過(guo)(guo)程中需(xu)消(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)(de)電能(neng)。據電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)生(sheng)產者對用水鎂(mei)石(shi)作原料生(sheng)產電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(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)(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)比例(li)如下：氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)晶(jing)(jing)體(ti)生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散(san)(san)砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻(que)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻(que)爐殼的(de)(de)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散(san)(san)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電能(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統(tong)計數(shu)據可以看出，在電熔(rong)(rong)(rong)