電(dian)(dian)弧熔爐生產電(dian)(dian)熔氧化(hua)鎂的工藝流程主(zhu)要(yao)包(bao)括：原料(liao)(liao)配(pei)料(liao)(liao)、電(dian)(dian)弧熔融、破碎(sui)、選別、粉碎(sui)、篩別、磁(ci)選、分類包(bao)裝等(deng)。

(1)原料

我國(guo)有豐富的(de)優質菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)(shi)，氧(yang)化鎂(mei)(mei)含(han)量高，又易于開采，因此，被(bei)廣泛用作電熔氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)原料(liao)。采用菱鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)作原料(liao)，碳(tan)酸鎂(mei)(mei)分解(jie)產生CO2氣(qi)體，由(you)于有大量氣(qi)體從爐內排(pai)出影(ying)響著(zhu)電熔過(guo)程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔(rong)氧化鎂的結晶帶(dai)的形成均有(you)不利(li)影響，由于(yu)大量(liang)塵(chen)料(liao)飛損，使物料(liao)損耗和能量(liang)消耗增高，也惡化了車(che)間(jian)生產環境(jing)。但由于(yu)優(you)質菱鎂礦石(shi)容易獲得(de)，價格很(hen)低(di)廉，所以，仍是我(wo)國(guo)電熔(rong)氧化鎂用(yong)得(de)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)中氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)含量(liang)高低和(he)化學成分直接(jie)影(ying)響(xiang)(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)質量(liang)，同(tong)時在電(dian)熔(rong)(rong)過程中也直接(jie)影(ying)響(xiang)(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)得到(dao)的(de)品級(ji)比例(li)(li)，因此，為(wei)了保證電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)質量(liang)和(he)品級(ji)比例(li)(li)，必須對各種礦(kuang)石(shi)(shi)進(jin)行適當的(de)配比后進(jin)行熔(rong)(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)石(shi)。我(wo)國的遼寧省(sheng)水鎂(mei)(mei)石(shi)的礦(kuang)(kuang)源非(fei)常豐(feng)富(fu)，水鎂(mei)(mei)石(shi)中氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量高(gao)于菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)石(shi)。它也是(shi)一(yi)種制造電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的原料(liao)，部分地區水鎂(mei)(mei)石(shi)的化(hua)學成(cheng)分見表2。

表2水(shui)鎂石的化學(xue)成分/%

③輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂。以輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂作為(wei)電熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂原料(liao)，可以使生產環境得到(dao)改善，可以降低運輸費用。由于電熔(rong)(rong)時排出氣體少，成分也較均勻，對提(ti)高電熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂質(zhi)量有(you)利。

我(wo)國有一些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)以輕燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)制成球料(liao)(liao)入爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)。輕燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)含量達到98%，以此料(liao)(liao)能生產(chan)出白色大結晶電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)。但由于成球費用(yong)高，影響生產(chan)成本。目前，有的(de)廠家采用(yong)反射爐(lu)輕燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)，以一定的(de)粒度加入熔(rong)爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量比(bi)用(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦石好，成本又比(bi)用(yong)球料(liao)(liao)作(zuo)原(yuan)料(liao)(liao)時便宜，因而得到了一定的(de)推(tui)廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了某些電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)特殊(shu)要求，有時(shi)必須(xu)在電熔(rong)(rong)(rong)過程中采(cai)用燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電熔(rong)(rong)(rong)原料(liao)，如采(cai)用海水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電熔(rong)(rong)(rong)原料(liao)，一般首先利(li)用處理海水和石(shi)灰(hui)乳作(zuo)用生產氫(qing)(qing)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)，將(jiang)氫(qing)(qing)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成(cheng)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。用其(qi)他方法(fa)也可以(yi)制(zhi)得(de)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業(ye)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)制(zhi)取方法(fa))，采(cai)用輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原料(liao)生產電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究認(ren)為(wei)，極少(shao)量(liang)(liang)的(de)雜質氣(qi)體(ti)(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于(yu)(yu)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)的(de)雜質，可明顯影響(xiang)晶(jing)(jing)粒的(de)長大(da)。因(yin)為(wei)雜質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)用在于(yu)(yu)增加晶(jing)(jing)界運(yun)動所(suo)需的(de)能(neng)(neng)量(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)界與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)體(ti)(ti)能(neng)(neng)量(liang)(liang)降低，其(qi)降低量(liang)(liang)與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積成(cheng)正比，所(suo)以(yi)必須(xu)提高晶(jing)(jing)界能(neng)(neng)，晶(jing)(jing)界才能(neng)(neng)離開第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并(bing)且當晶(jing)(jing)界與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)界必須(xu)變形，第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒長大(da)的(de)極限尺寸愈小。

另一(yi)方(fang)面為了降(jiang)低電熔凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)顯氣孔率，也應盡(jin)量減少原料氧化(hua)鎂(mei)的(de)氣體排出，因此，采用燒結鎂(mei)砂電熔有其(qi)顯著優點。

⑤電(dian)熔氧化鎂單晶的化學(xue)原料質量要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性是同原子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)(he)(he)分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)力(li)學(xue)本性如(ru)離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺寸(cun)，離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)位數(shu)值，離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)外層結(jie)構等相關聯(lian)。而(er)氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸(cun)、質量和(he)(he)(he)電(dian)荷(he)、陽離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)(he)(he)陰離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)結(jie)合特性和(he)(he)(he)強度、離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極(ji)化(hua)作(zuo)用、結(jie)晶構造等決定(ding)它是一高(gao)熔點化(hua)合物。

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

電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂制造的(de)(de)(de)最重要過(guo)(guo)程(cheng)是(shi)由各種(zhong)(zhong)鎂質原料，通過(guo)(guo)各種(zhong)(zhong)形式的(de)(de)(de)加熱方(fang)法(fa)(fa)產生高(gao)溫(wen)使鎂質材(cai)料(MgO)熔(rong)化(hua)，變(bian)成氧(yang)化(hua)鎂熔(rong)體(ti)。要使氧(yang)化(hua)鎂熔(rong)融(rong)(rong)，必須消耗大量的(de)(de)(de)熱能，以(yi)克服離子間的(de)(de)(de)引力(li)。通過(guo)(guo)強大電(dian)弧產生高(gao)溫(wen)而熔(rong)化(hua)氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)叫做電(dian)弧熔(rong)融(rong)(rong)法(fa)(fa)。這個融(rong)(rong)化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)一(yi)般(ban)包括熱的(de)(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)、析晶、晶體(ti)長大等一(yi)系列物理化(hua)學(xue)變(bian)化(hua)的(de)(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)。

①脫水過(guo)(guo)程(cheng)。用水鎂石作(zuo)原料有(you)一脫水過(guo)(guo)程(cheng)。水鎂石的主要成分(fen)是(shi)氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水過(guo)(guo)程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)程。用菱(ling)鎂(mei)礦作為原料時有一個脫碳過(guo)程，脫碳過(guo)程包(bao)括兩個方(fang)面。一方(fang)面是菱(ling)鎂(mei)礦石的熱分(fen)解(jie)，菱(ling)鎂(mei)礦石的主要成分(fen)是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于(yu)在(zai)(zai)電(dian)(dian)熔過程中(zhong)往往在(zai)(zai)原料氧化鎂中(zhong)加入石墨(mo)粉末(mo)添加物(助劑)，在(zai)(zai)電(dian)(dian)熔爐起動過程中(zhong)需(xu)在(zai)(zai)三電(dian)(dian)極(石墨(mo)電(dian)(dian)極)的下端用石墨(mo)粉末(mo)鋪(pu)成三角形或(huo)星形導線(xian)路，在(zai)(zai)通電(dian)(dian)過程中(zhong)受熱燒損或(huo)完全燃(ran)燒除去(qu)石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化過(guo)(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化過(guo)(guo)程(cheng)即氧(yang)(yang)化鎂中鎂離(li)(li)子(zi)和氧(yang)(yang)離(li)(li)子(zi)在(zai)強(qiang)電弧產生的(de)(de)(de)(de)熱(re)能(neng)(neng)作用下，克服單晶(jing)體(ti)(ti)中的(de)(de)(de)(de)晶(jing)格能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)束縛，變(bian)成(cheng)(cheng)能(neng)(neng)自(zi)由(you)運動的(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)。也就是說，氧(yang)(yang)化鎂加熱(re)到(dao)一定溫度(熔(rong)(rong)點)就會(hui)由(you)固體(ti)(ti)變(bian)成(cheng)(cheng)液體(ti)(ti)，叫熔(rong)(rong)化。在(zai)這一過(guo)(guo)程(cheng)中需消(xiao)耗(hao)大量的(de)(de)(de)(de)電能(neng)(neng)。據電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂生產者(zhe)對用水鎂石作原料生產電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂的(de)(de)(de)(de)熱(re)平(ping)衡(heng)(heng)的(de)(de)(de)(de)衡(heng)(heng)算，熱(re)消(xiao)耗(hao)的(de)(de)(de)(de)比例(li)如(ru)下：氧(yang)(yang)化鎂晶(jing)體(ti)(ti)生成(cheng)(cheng)熱(re)消(xiao)耗(hao)值34.9%，渣(zha)皮消(xiao)耗(hao)熱(re)值15.3%，散砂生成(cheng)(cheng)熱(re)耗(hao)值3.0%，冷卻(que)水耗(hao)熱(re)值8.4%，冷卻(que)爐殼(ke)的(de)(de)(de)(de)水耗(hao)熱(re)值7.9%，爐子(zi)表面(mian)散熱(re)值6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)值28.8%。電能(neng)(neng)損失值3.2%，從這些統計數據可以看出，在(zai)電熔(rong)(rong)