電弧熔(rong)爐(lu)生(sheng)產電熔(rong)氧化鎂的工藝流(liu)程主要包括(kuo)：原料配料、電弧熔(rong)融、破碎(sui)、選別、粉碎(sui)、篩別、磁選、分類包裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有豐富的(de)優質菱鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量(liang)(liang)高，又易(yi)于開采，因此(ci)，被廣泛用(yong)作電熔(rong)氧化鎂(mei)的(de)原(yuan)(yuan)料(liao)(liao)。采用(yong)菱鎂(mei)石作原(yuan)(yuan)料(liao)(liao)，碳酸鎂(mei)分解產(chan)生CO2氣體，由(you)于有大量(liang)(liang)氣體從(cong)爐內排出影響著電熔(rong)過(guo)程的(de)進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔氧化鎂的結晶帶的形(xing)成均有不(bu)利影響，由于大量塵料(liao)(liao)飛損(sun)，使(shi)物(wu)料(liao)(liao)損(sun)耗(hao)和(he)能(neng)量消耗(hao)增高(gao)，也(ye)惡化了車(che)間(jian)生產(chan)環境(jing)。但(dan)由于優質(zhi)菱鎂礦石容易(yi)獲得，價格(ge)很低廉，所以，仍是(shi)我國(guo)電熔氧化鎂用(yong)得最(zui)多最(zui)廣(guang)泛的原料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)中(zhong)(zhong)氧化鎂(mei)的(de)含量高低(di)和化學成分直接影響到(dao)(dao)(dao)電熔(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)的(de)質量，同(tong)時在電熔(rong)(rong)過程中(zhong)(zhong)也直接影響到(dao)(dao)(dao)電熔(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)得(de)到(dao)(dao)(dao)的(de)品級(ji)比例，因此，為(wei)了保證電熔(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)的(de)質量和品級(ji)比例，必須對各種(zhong)礦石(shi)進(jin)行適當的(de)配比后(hou)進(jin)行熔(rong)(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)石。我國的遼寧省水鎂(mei)(mei)石的礦源非常豐富，水鎂(mei)(mei)石中氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦石。它也是一種(zhong)制(zhi)造電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的原(yuan)料，部分地區水鎂(mei)(mei)石的化(hua)學成分見(jian)表2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)。以輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)作為(wei)電熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)原料，可以使生產環(huan)境(jing)得(de)到改善，可以降(jiang)低運輸費用。由于電熔時(shi)排(pai)出氣體少，成分也較均勻，對提高電熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)質量有利。

我國有一(yi)些(xie)電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制成(cheng)球料(liao)入爐(lu)電熔(rong)(rong)。輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量達(da)到98%，以此料(liao)能生產出白色(se)大結晶(jing)電熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但由于(yu)成(cheng)球費用(yong)高(gao)，影響生產成(cheng)本。目前，有的(de)(de)(de)廠家(jia)采用(yong)反射爐(lu)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以一(yi)定的(de)(de)(de)粒(li)度加(jia)入熔(rong)(rong)爐(lu)電熔(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)質量比用(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)好(hao)，成(cheng)本又比用(yong)球料(liao)作原料(liao)時(shi)便宜(yi)，因而得到了一(yi)定的(de)(de)(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)了(le)某些電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)特殊(shu)要求，有(you)時(shi)(shi)必須(xu)在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)過程(cheng)中采用燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)原料，如(ru)采用海水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)原料，一般(ban)首先利用處理海水和石灰乳作(zuo)用生產(chan)氫氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將(jiang)氫氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用其(qi)他(ta)方法也(ye)可(ke)以制得輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見(jian)工業氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)制取方法)，采用輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原料生產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉(la)特爾(Ruttere)等(deng)研(yan)究認為(wei)，極少量(liang)(liang)的(de)(de)(de)雜質氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬(shu)于(yu)(yu)晶(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)(de)雜質，可(ke)明(ming)顯(xian)影響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)長大。因為(wei)雜質相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)用在(zai)于(yu)(yu)增加晶(jing)(jing)界(jie)(jie)運動所需的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)(shi)，晶(jing)(jing)體(ti)能(neng)量(liang)(liang)降(jiang)低，其(qi)降(jiang)低量(liang)(liang)與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積(ji)成正比，所以必須(xu)提高晶(jing)(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)才能(neng)離開(kai)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼(ji)續運動。并且當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)(shi)，與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)必須(xu)變形，第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒長大的(de)(de)(de)極限尺寸愈小。

另一方面為了降(jiang)低電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)顯氣(qi)孔率(lv)，也(ye)應盡量減少原料氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)氣(qi)體排出，因此(ci)，采用燒(shao)結鎂(mei)砂電熔(rong)有(you)其(qi)顯著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的(de)化學(xue)原料(liao)質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是同原子(zi)和(he)分子(zi)的(de)量子(zi)力學(xue)本性如離(li)子(zi)半徑的(de)尺寸(cun)，離(li)子(zi)的(de)電(dian)位數(shu)值，離(li)子(zi)的(de)電(dian)子(zi)外層結(jie)構等相關聯(lian)。而氧化(hua)鎂(mei)的(de)離(li)子(zi)尺寸(cun)、質量和(he)電(dian)荷、陽離(li)子(zi)和(he)陰離(li)子(zi)之間的(de)結(jie)合(he)特性和(he)強度、離(li)子(zi)的(de)極化(hua)作用(yong)、結(jie)晶構造等決定它(ta)是一高熔點化(hua)合(he)物。

氧化(hua)鎂(mei)的熔點和(he)結構(gou)參(can)數(shu)：陽離(li)(li)子半徑0.074mm;陰離(li)(li)子半徑0.53mm;結構(gou)類(lei)型(xing)NaCl;配(pei)位(wei)數(shu)6;有(you)效配(pei)位(wei)數(shu)8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制(zhi)造(zao)的最(zui)重要(yao)過程(cheng)是由(you)各種鎂(mei)質(zhi)原(yuan)料(liao)，通過各種形(xing)式的加熱方(fang)法產生(sheng)高溫(wen)使(shi)鎂(mei)質(zhi)材(cai)料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)體。要(yao)使(shi)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)融，必須消耗大(da)量的熱能，以克服離子間的引(yin)力。通過強大(da)電弧(hu)產生(sheng)高溫(wen)而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的方(fang)法叫做電弧(hu)熔(rong)融法。這(zhe)個融化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)過程(cheng)一般包(bao)括熱的傳(chuan)導、脫水(shui)、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長(chang)大(da)等一系列物(wu)理化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的過程(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)(shui)(shui)過程(cheng)。用水(shui)(shui)(shui)鎂石(shi)作原料有一脫(tuo)水(shui)(shui)(shui)過程(cheng)。水(shui)(shui)(shui)鎂石(shi)的主要成分是(shi)氫(qing)氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)(shui)(shui)過程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過(guo)程。用菱(ling)鎂(mei)礦作為原料時有一個(ge)脫(tuo)碳過(guo)程，脫(tuo)碳過(guo)程包括兩個(ge)方面。一方面是(shi)菱(ling)鎂(mei)礦石的(de)熱分(fen)(fen)解，菱(ling)鎂(mei)礦石的(de)主要成分(fen)(fen)是(shi)碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于(yu)在(zai)(zai)(zai)電(dian)(dian)(dian)熔過(guo)程(cheng)中(zhong)往往在(zai)(zai)(zai)原料(liao)氧化鎂中(zhong)加(jia)入石(shi)墨粉末添加(jia)物(助(zhu)劑)，在(zai)(zai)(zai)電(dian)(dian)(dian)熔爐起動(dong)過(guo)程(cheng)中(zhong)需在(zai)(zai)(zai)三電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(石(shi)墨電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji))的(de)下端用石(shi)墨粉末鋪(pu)成三角形或星形導(dao)線路，在(zai)(zai)(zai)通電(dian)(dian)(dian)過(guo)程(cheng)中(zhong)受(shou)熱燒(shao)損或完全燃燒(shao)除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)過程(cheng)(cheng)(cheng)。熔化(hua)過程(cheng)(cheng)(cheng)即氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子(zi)和氧(yang)(yang)(yang)離子(zi)在(zai)強電弧產(chan)生的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)能(neng)作(zuo)用下，克服單晶(jing)體(ti)中的(de)(de)(de)(de)晶(jing)格能(neng)的(de)(de)(de)(de)束縛(fu)，變成(cheng)能(neng)自(zi)由運(yun)動(dong)的(de)(de)(de)(de)過程(cheng)(cheng)(cheng)。也就(jiu)是(shi)說，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)到一定溫(wen)度(熔點(dian))就(jiu)會由固體(ti)變成(cheng)液體(ti)，叫(jiao)熔化(hua)。在(zai)這(zhe)(zhe)一過程(cheng)(cheng)(cheng)中需消(xiao)(xiao)耗大(da)量的(de)(de)(de)(de)電能(neng)。據電熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)生產(chan)者對用水鎂(mei)石作(zuo)原料(liao)生產(chan)電熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)(de)(de)(de)衡算(suan)，熱(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗的(de)(de)(de)(de)比(bi)例如下：氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)晶(jing)體(ti)生成(cheng)熱(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)耗熱(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生成(cheng)熱(re)(re)(re)耗值(zhi)3.0%，冷(leng)(leng)卻水耗熱(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)(leng)卻爐殼的(de)(de)(de)(de)水耗熱(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散熱(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電能(neng)損失值(zhi)3.2%，從這(zhe)(zhe)些統計數(shu)據可以看(kan)出，在(zai)電熔