電弧(hu)熔爐生產電熔氧化鎂的工(gong)藝流程主要包(bao)括：原(yuan)料配料、電弧(hu)熔融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁(ci)選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有(you)(you)豐富的(de)優質(zhi)菱鎂(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)含量高，又易(yi)于開采(cai)，因此，被廣(guang)泛用(yong)作(zuo)(zuo)電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)的(de)原(yuan)料。采(cai)用(yong)菱鎂(mei)石作(zuo)(zuo)原(yuan)料，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣體，由于有(you)(you)大量氣體從爐(lu)內排出影響著電(dian)熔過程(cheng)的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)結晶帶的(de)形成均有不利影響，由于大量塵料(liao)飛(fei)損，使物料(liao)損耗和能量消耗增高，也惡(e)化(hua)了車間生產環境。但由于優質菱鎂(mei)礦石容易(yi)獲得(de)，價格很低廉，所以，仍是我國電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)用得(de)最多最廣泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)。菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)石中(zhong)(zhong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的含量高(gao)低(di)和(he)化(hua)(hua)學成分(fen)直接(jie)影(ying)響到電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的質量，同(tong)時(shi)在電(dian)熔(rong)過(guo)程中(zhong)(zhong)也(ye)直接(jie)影(ying)響到電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)得到的品(pin)(pin)級比(bi)例(li)(li)，因(yin)此，為了保(bao)證(zheng)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的質量和(he)品(pin)(pin)級比(bi)例(li)(li)，必(bi)須對各種礦(kuang)(kuang)石進(jin)(jin)行適當的配比(bi)后進(jin)(jin)行熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)石(shi)。我國的遼寧省水(shui)鎂(mei)石(shi)的礦(kuang)源非(fei)常豐(feng)富，水(shui)鎂(mei)石(shi)中氧化(hua)鎂(mei)含(han)量高于(yu)菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)。它也是一種制造電熔凝氧化(hua)鎂(mei)的原料，部(bu)分(fen)地區(qu)水(shui)鎂(mei)石(shi)的化(hua)學成分(fen)見表2。

表2水鎂石的化(hua)學成分/%

③輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)。以輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)作(zuo)為電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)原料，可以使生產(chan)環境得到改善，可以降低運輸(shu)費用。由于電(dian)熔(rong)時排(pai)出氣體少，成分也(ye)較均(jun)勻，對提高電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)質量有利。

我國(guo)有一(yi)些(xie)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制(zhi)成(cheng)球料入(ru)爐(lu)(lu)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量(liang)達(da)到98%，以此料能(neng)生產(chan)出白色大結晶電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但由于成(cheng)球費用(yong)高，影響(xiang)生產(chan)成(cheng)本。目前(qian)，有的廠家(jia)采用(yong)反射爐(lu)(lu)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以一(yi)定的粒度加入(ru)熔(rong)(rong)爐(lu)(lu)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的質(zhi)量(liang)比用(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本又比用(yong)球料作原料時(shi)便宜，因而得到了一(yi)定的推(tui)廣。

④燒結(jie)鎂砂(sha)。為(wei)了某(mou)些電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂的(de)(de)(de)(de)特殊要求，有時必須(xu)在電(dian)(dian)熔(rong)過程中(zhong)采(cai)(cai)用(yong)燒結(jie)鎂砂(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原料(liao)，如采(cai)(cai)用(yong)海水(shui)鎂砂(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原料(liao)，一般首先(xian)利用(yong)處理海水(shui)和石灰(hui)乳作(zuo)用(yong)生產氫氧化(hua)鎂，將氫氧化(hua)鎂煅燒成(cheng)輕(qing)燒氧化(hua)鎂。用(yong)其他方法也可以制(zhi)得輕(qing)燒氧化(hua)鎂(詳見工業(ye)氧化(hua)鎂的(de)(de)(de)(de)制(zhi)取方法)，采(cai)(cai)用(yong)輕(qing)燒氧化(hua)鎂作(zuo)為(wei)原料(liao)生產電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂。奧絲脫(AusT)和拉(la)特爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極(ji)少(shao)量(liang)的(de)(de)(de)(de)雜質氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)體(ti)的(de)(de)(de)(de)雜質，可明顯影響晶(jing)粒的(de)(de)(de)(de)長大(da)。因(yin)為(wei)雜質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)在于增加晶(jing)界(jie)(jie)運動所需的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)。當(dang)晶(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)體(ti)能(neng)(neng)量(liang)降(jiang)低(di)，其降(jiang)低(di)量(liang)與(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積成(cheng)正比，所以必須(xu)提高晶(jing)界(jie)(jie)能(neng)(neng)，晶(jing)界(jie)(jie)才能(neng)(neng)離開第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續(xu)運動。并且(qie)當(dang)晶(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，與(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)(de)晶(jing)界(jie)(jie)必須(xu)變形，第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈(yu)多，晶(jing)粒長大(da)的(de)(de)(de)(de)極(ji)限尺(chi)寸愈(yu)小(xiao)。

另一方(fang)面為(wei)了(le)降低電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)的顯(xian)氣孔率，也應盡量(liang)減(jian)少原(yuan)料氧化鎂(mei)的氣體排出，因此，采用燒結鎂(mei)砂電(dian)熔(rong)有其顯(xian)著(zhu)優(you)點。

⑤電熔(rong)氧化(hua)鎂單晶的化(hua)學原料(liao)質量要求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特性(xing)是(shi)同(tong)原子和分子的(de)(de)(de)(de)量子力學本性(xing)如離(li)(li)(li)(li)子半徑的(de)(de)(de)(de)尺寸，離(li)(li)(li)(li)子的(de)(de)(de)(de)電位數值，離(li)(li)(li)(li)子的(de)(de)(de)(de)電子外(wai)層結(jie)構等(deng)相(xiang)關聯。而氧化(hua)鎂的(de)(de)(de)(de)離(li)(li)(li)(li)子尺寸、質量和電荷、陽離(li)(li)(li)(li)子和陰離(li)(li)(li)(li)子之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)結(jie)合特性(xing)和強(qiang)度、離(li)(li)(li)(li)子的(de)(de)(de)(de)極化(hua)作用、結(jie)晶構造等(deng)決定它是(shi)一高熔點化(hua)合物。

氧化鎂的熔(rong)點和結(jie)構(gou)參數(shu)(shu)：陽離(li)子(zi)半徑(jing)0.074mm;陰離(li)子(zi)半徑(jing)0.53mm;結(jie)構(gou)類型NaCl;配位數(shu)(shu)6;有效(xiao)配位數(shu)(shu)8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)最重(zhong)要(yao)過(guo)程是由各種(zhong)鎂(mei)質原料(liao)，通(tong)過(guo)各種(zhong)形式的(de)(de)加熱(re)方法產生(sheng)高溫使鎂(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變成(cheng)氧化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)體。要(yao)使氧化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)融，必須(xu)消耗大量(liang)的(de)(de)熱(re)能，以克服離子(zi)間的(de)(de)引力(li)。通(tong)過(guo)強(qiang)大電弧產生(sheng)高溫而熔(rong)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)方法叫做電弧熔(rong)融法。這個融化(hua)(hua)過(guo)程一般包(bao)括(kuo)熱(re)的(de)(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大等一系(xi)列物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)程。

①脫水(shui)過程。用水(shui)鎂石作原料有(you)一脫水(shui)過程。水(shui)鎂石的主要成分是(shi)氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程。用菱鎂礦(kuang)作為原料時有一個脫碳(tan)過程，脫碳(tan)過程包括兩個方面(mian)。一方面(mian)是菱鎂礦(kuang)石(shi)的熱分解，菱鎂礦(kuang)石(shi)的主要成分是碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在電(dian)(dian)熔(rong)過(guo)程中往往在原料氧化(hua)鎂中加入石(shi)(shi)墨粉(fen)(fen)末(mo)添加物(助劑)，在電(dian)(dian)熔(rong)爐起動過(guo)程中需(xu)在三電(dian)(dian)極(ji)(石(shi)(shi)墨電(dian)(dian)極(ji))的下端(duan)用石(shi)(shi)墨粉(fen)(fen)末(mo)鋪成三角形或星(xing)形導線路(lu)，在通(tong)電(dian)(dian)過(guo)程中受熱燒損或完(wan)全燃(ran)燒除(chu)去石(shi)(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過(guo)程。熔(rong)化(hua)過(guo)程即氧(yang)化(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子和氧(yang)離子在(zai)(zai)強電(dian)弧產(chan)(chan)生的(de)(de)熱(re)(re)(re)能(neng)作用(yong)下，克服單(dan)晶體中(zhong)的(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)束縛，變(bian)成(cheng)能(neng)自由運動的(de)(de)過(guo)程。也就是說，氧(yang)化(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)到(dao)一定溫度(du)(熔(rong)點)就會由固體變(bian)成(cheng)液(ye)體，叫熔(rong)化(hua)。在(zai)(zai)這(zhe)一過(guo)程中(zhong)需消(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)(de)電(dian)能(neng)。據電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)生產(chan)(chan)者對用(yong)水(shui)(shui)鎂(mei)石作原料生產(chan)(chan)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)比例如下：氧(yang)化(hua)鎂(mei)晶體生成(cheng)熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生成(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水(shui)(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼(ke)的(de)(de)水(shui)(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損(sun)失值(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這(zhe)些統(tong)計數據可以看出，在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)