電(dian)弧熔爐生產電(dian)熔氧化鎂的工(gong)藝流程主要(yao)包括(kuo)：原料配料、電(dian)弧熔融(rong)、破(po)碎、選別、粉碎、篩(shai)別、磁選、分類包裝(zhuang)等(deng)。

(1)原料

我國有(you)豐富的(de)(de)優質(zhi)菱鎂(mei)(mei)礦石，氧化鎂(mei)(mei)含量(liang)高，又易于開采(cai)，因(yin)此，被廣泛用(yong)作電(dian)熔氧化鎂(mei)(mei)的(de)(de)原(yuan)料。采(cai)用(yong)菱鎂(mei)(mei)石作原(yuan)料，碳酸鎂(mei)(mei)分解產生(sheng)CO2氣體，由(you)于有(you)大量(liang)氣體從爐內排出影響著電(dian)熔過程的(de)(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)結晶帶的(de)(de)形成均有(you)不利影響，由于(yu)大量塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗和(he)能量消耗增高，也惡化(hua)了車(che)間(jian)生產環(huan)境。但由于(yu)優質菱鎂(mei)礦石容(rong)易(yi)獲得，價格很低廉，所(suo)以，仍是我國電(dian)(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)用得最(zui)多最(zui)廣(guang)泛的(de)(de)原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)礦石中氧化(hua)鎂(mei)的(de)含(han)量(liang)高低(di)和化(hua)學成分直接影響(xiang)到(dao)(dao)電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)，同時在電熔(rong)過程中也直接影響(xiang)到(dao)(dao)電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)得到(dao)(dao)的(de)品級比(bi)例(li)，因此，為(wei)了保證電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)和品級比(bi)例(li)，必須對各種礦石進行適當的(de)配比(bi)后進行熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)石。我國的(de)(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)石的(de)(de)礦(kuang)源(yuan)非常豐富(fu)，水(shui)鎂(mei)石中氧化鎂(mei)含量高于菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石。它也是一種制造(zao)電熔凝氧化鎂(mei)的(de)(de)原料，部(bu)分(fen)地區(qu)水(shui)鎂(mei)石的(de)(de)化學成分(fen)見表2。

表(biao)2水鎂(mei)石(shi)的化(hua)學成分/%

③輕燒(shao)氧化鎂。以(yi)輕燒(shao)氧化鎂作為電熔(rong)(rong)氧化鎂原料，可以(yi)使生產(chan)環境得(de)到改善(shan)，可以(yi)降(jiang)低(di)運輸費用(yong)。由于電熔(rong)(rong)時排出(chu)氣體(ti)少，成分也較均勻，對提高電熔(rong)(rong)氧化鎂質(zhi)量有利(li)。

我國有一(yi)些(xie)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成球(qiu)(qiu)料入爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)。輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量達到98%，以此料能生(sheng)產出白色大結晶(jing)電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但(dan)由于成球(qiu)(qiu)費用(yong)(yong)高(gao)，影響生(sheng)產成本。目前，有的(de)廠家(jia)采用(yong)(yong)反(fan)射爐(lu)輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以一(yi)定(ding)的(de)粒度加(jia)入熔(rong)(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量比用(yong)(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)好(hao)，成本又比用(yong)(yong)球(qiu)(qiu)料作原料時便宜，因而得(de)到了一(yi)定(ding)的(de)推(tui)廣(guang)。

④燒(shao)結鎂(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了某(mou)些電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)特(te)殊要求，有時(shi)必須(xu)在電熔(rong)(rong)過程(cheng)中采用(yong)(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)砂(sha)作為(wei)(wei)電熔(rong)(rong)原料(liao)，如(ru)采用(yong)(yong)(yong)海水鎂(mei)砂(sha)作為(wei)(wei)電熔(rong)(rong)原料(liao)，一(yi)般首先(xian)利用(yong)(yong)(yong)處理(li)海水和石(shi)灰乳(ru)作用(yong)(yong)(yong)生產氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)，將氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)(yong)其(qi)他方法(fa)也(ye)(ye)可以制(zhi)得輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(詳(xiang)見工業氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)制(zhi)取方法(fa))，采用(yong)(yong)(yong)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)作為(wei)(wei)原料(liao)生產電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研(yan)究認(ren)為(wei)(wei)，極少量的(de)雜(za)(za)質氣體(相(xiang)(xiang))也(ye)(ye)屬于晶(jing)(jing)(jing)體的(de)雜(za)(za)質，可明顯(xian)影響晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)長(chang)大。因(yin)為(wei)(wei)雜(za)(za)質相(xiang)(xiang)的(de)作用(yong)(yong)(yong)在于增加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)運動所需(xu)的(de)能量。當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)體能量降低，其(qi)降低量與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面積成正比，所以必須(xu)提高(gao)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)能，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)才(cai)能離開第二(er)(er)相(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)必須(xu)變形，第二(er)(er)相(xiang)(xiang)數量愈多(duo)，晶(jing)(jing)(jing)粒長(chang)大的(de)極限(xian)尺寸愈小。

另一(yi)方(fang)面為了(le)降低電熔凝(ning)氧化鎂(mei)的顯氣(qi)孔(kong)率，也應盡量減少原料氧化鎂(mei)的氣(qi)體排(pai)出，因此，采(cai)用(yong)燒結鎂(mei)砂電熔有其顯著優點(dian)。

⑤電熔氧(yang)化(hua)鎂單晶的化(hua)學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是同(tong)原子(zi)和分子(zi)的(de)(de)量(liang)子(zi)力學(xue)本性如離(li)(li)子(zi)半徑的(de)(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)的(de)(de)電位數值，離(li)(li)子(zi)的(de)(de)電子(zi)外層結(jie)(jie)構等(deng)相關聯。而氧化(hua)鎂的(de)(de)離(li)(li)子(zi)尺寸、質量(liang)和電荷、陽(yang)離(li)(li)子(zi)和陰離(li)(li)子(zi)之間的(de)(de)結(jie)(jie)合(he)特性和強度、離(li)(li)子(zi)的(de)(de)極化(hua)作用、結(jie)(jie)晶構造(zao)等(deng)決定它是一高(gao)熔(rong)點(dian)化(hua)合(he)物。

氧化鎂的熔(rong)點(dian)和結構參數(shu)：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構類型(xing)NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)2800℃。

電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)制(zhi)造的(de)(de)(de)最重要(yao)(yao)過(guo)程是由各(ge)種鎂(mei)質(zhi)原料(liao)(liao)，通(tong)過(guo)各(ge)種形式的(de)(de)(de)加熱方法(fa)產生高溫使鎂(mei)質(zhi)材料(liao)(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)，變(bian)(bian)成(cheng)氧(yang)化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體。要(yao)(yao)使氧(yang)化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融，必(bi)須消耗大量(liang)的(de)(de)(de)熱能，以克(ke)服離(li)子間(jian)的(de)(de)(de)引力(li)。通(tong)過(guo)強(qiang)大電弧產生高溫而熔(rong)(rong)化(hua)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)方法(fa)叫(jiao)做(zuo)電弧熔(rong)(rong)融法(fa)。這個融化(hua)過(guo)程一般包(bao)括熱的(de)(de)(de)傳導(dao)、脫(tuo)水(shui)、脫(tuo)碳、熔(rong)(rong)化(hua)、析(xi)晶、晶體長大等一系列(lie)物理(li)化(hua)學變(bian)(bian)化(hua)的(de)(de)(de)過(guo)程。

①脫(tuo)水過程(cheng)。用水鎂(mei)(mei)石(shi)作原料(liao)有一脫(tuo)水過程(cheng)。水鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)主要成(cheng)分是氫氧化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程(cheng)。用菱(ling)(ling)鎂礦作為原(yuan)料時(shi)有(you)一個脫碳過程(cheng)，脫碳過程(cheng)包括兩個方(fang)面。一方(fang)面是(shi)菱(ling)(ling)鎂礦石的熱分解，菱(ling)(ling)鎂礦石的主要(yao)成分是(shi)碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電(dian)熔過(guo)程(cheng)中(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)原(yuan)料(liao)氧化鎂中(zhong)加入(ru)石(shi)墨(mo)(mo)粉末(mo)添加物(wu)(助(zhu)劑)，在(zai)電(dian)熔爐起動過(guo)程(cheng)中(zhong)需在(zai)三(san)電(dian)極(ji)(石(shi)墨(mo)(mo)電(dian)極(ji))的(de)下端用石(shi)墨(mo)(mo)粉末(mo)鋪成三(san)角形(xing)或(huo)星形(xing)導線(xian)路(lu)，在(zai)通電(dian)過(guo)程(cheng)中(zhong)受熱(re)燒損(sun)或(huo)完全燃燒除去石(shi)墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)(mei)離(li)(li)子(zi)和氧(yang)(yang)離(li)(li)子(zi)在(zai)強電弧產生(sheng)的熱(re)(re)(re)能(neng)作用下(xia)，克服單晶體中的晶格能(neng)的束縛，變成能(neng)自由運動的過(guo)程(cheng)(cheng)。也就(jiu)是說，氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)到一定溫度(du)(熔(rong)(rong)點)就(jiu)會由固體變成液體，叫熔(rong)(rong)化(hua)。在(zai)這一過(guo)程(cheng)(cheng)中需消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)大量(liang)的電能(neng)。據(ju)電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)生(sheng)產者對用水鎂(mei)(mei)(mei)石作原料生(sheng)產電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的熱(re)(re)(re)平衡的衡算，熱(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)的比例如下(xia)：氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)晶體生(sheng)成熱(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成熱(re)(re)(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散(san)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電能(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據(ju)可以看出(chu)，在(zai)電熔(rong)(rong)