電弧熔(rong)(rong)爐生(sheng)產(chan)電熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂的工藝流(liu)程主要包括(kuo)：原料(liao)配(pei)料(liao)、電弧熔(rong)(rong)融、破碎、選(xuan)別、粉碎、篩別、磁選(xuan)、分類(lei)包裝等。

(1)原料

我國有(you)豐(feng)富的優質菱鎂礦(kuang)石，氧化(hua)鎂含(han)量高，又易于開采，因此，被廣泛(fan)用作電(dian)(dian)熔氧化(hua)鎂的原料。采用菱鎂石作原料，碳(tan)酸(suan)鎂分解產(chan)生CO2氣(qi)(qi)體，由于有(you)大量氣(qi)(qi)體從爐內排出影響著電(dian)(dian)熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)氧化鎂的結(jie)晶帶的形成(cheng)均有不利影響(xiang)，由于大(da)量塵(chen)料飛損(sun)，使物料損(sun)耗和能量消耗增高，也惡化了車間(jian)生產環(huan)境。但由于優質(zhi)菱(ling)鎂礦(kuang)石容易(yi)獲得，價(jia)格很低廉，所以，仍是我國電(dian)熔(rong)氧化鎂用得最多最廣泛(fan)的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石中(zhong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)含量(liang)高低和化(hua)學成分直接影響(xiang)到電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量(liang)，同時(shi)在電(dian)熔(rong)過程中(zhong)也直接影響(xiang)到電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)得到的(de)(de)品級比例，因此，為了保證電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量(liang)和品級比例，必須對各(ge)種(zhong)礦(kuang)石進行適當(dang)的(de)(de)配比后進行熔(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(feng)富，水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)中(zhong)氧化鎂(mei)(mei)含量高于(yu)菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)。它也是一種制造電(dian)熔凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)原料，部(bu)分地區水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)化學成分見(jian)表2。

表2水鎂(mei)石的化學成分/%

③輕(qing)(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)。以輕(qing)(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)作(zuo)為電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)原(yuan)料，可以使生產環境得到改善，可以降(jiang)低運輸費用。由于電(dian)熔(rong)時排(pai)出氣(qi)體少，成分也(ye)較(jiao)均(jun)勻，對提高(gao)電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)質量有利。

我國有一些電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)球料入(ru)爐(lu)(lu)電熔(rong)(rong)。輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量達到(dao)98%，以(yi)此料能生(sheng)產出白(bai)色大結晶電熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。但由(you)于成(cheng)球費用(yong)高，影響生(sheng)產成(cheng)本。目(mu)前，有的(de)(de)廠家采用(yong)反射爐(lu)(lu)輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)一定(ding)的(de)(de)粒度加入(ru)熔(rong)(rong)爐(lu)(lu)電熔(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量比(bi)用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本又比(bi)用(yong)球料作原料時便宜，因而(er)得(de)到(dao)了一定(ding)的(de)(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)砂。為(wei)了某些電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)(de)特殊要(yao)求，有時必須在電熔(rong)過程(cheng)中采(cai)用(yong)(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)砂作(zuo)為(wei)電熔(rong)原料，如采(cai)用(yong)(yong)海(hai)(hai)水鎂(mei)砂作(zuo)為(wei)電熔(rong)原料，一(yi)般首先利用(yong)(yong)處理海(hai)(hai)水和(he)石灰乳作(zuo)用(yong)(yong)生產氫(qing)氧(yang)化鎂(mei)，將氫(qing)氧(yang)化鎂(mei)煅燒(shao)(shao)成輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)。用(yong)(yong)其(qi)他方法也(ye)可(ke)(ke)以(yi)制(zhi)(zhi)得輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(詳見工業氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)(de)制(zhi)(zhi)取方法)，采(cai)用(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)作(zuo)為(wei)原料生產電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)。奧(ao)絲(si)脫(AusT)和(he)拉特爾(er)(Ruttere)等研究(jiu)認為(wei)，極少量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)雜(za)質氣體(相(xiang))也(ye)屬于晶(jing)體的(de)(de)(de)雜(za)質，可(ke)(ke)明顯影響(xiang)晶(jing)粒(li)的(de)(de)(de)長大。因為(wei)雜(za)質相(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)在于增(zeng)加晶(jing)界(jie)(jie)運動(dong)所需的(de)(de)(de)能量(liang)(liang)(liang)。當晶(jing)界(jie)(jie)與第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇(yu)時，晶(jing)體能量(liang)(liang)(liang)降低，其(qi)降低量(liang)(liang)(liang)與第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)橫(heng)截(jie)面積成正比(bi)，所以(yi)必須提高晶(jing)界(jie)(jie)能，晶(jing)界(jie)(jie)才能離開第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)繼續運動(dong)。并且當晶(jing)界(jie)(jie)與第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇(yu)時，與第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)橫(heng)截(jie)面積相(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)界(jie)(jie)必須變形，第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)數量(liang)(liang)(liang)愈多，晶(jing)粒(li)長大的(de)(de)(de)極限尺寸(cun)愈小。

另(ling)一方面為了降低電熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)的顯氣(qi)孔率，也(ye)應盡量減少(shao)原料氧化鎂(mei)(mei)的氣(qi)體(ti)排出，因此，采用燒結鎂(mei)(mei)砂電熔(rong)有其顯著優(you)點。

⑤電(dian)熔氧化鎂單晶(jing)的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是同原子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的量子(zi)(zi)力學本性如離(li)子(zi)(zi)半徑(jing)的尺(chi)寸，離(li)子(zi)(zi)的電(dian)位數(shu)值，離(li)子(zi)(zi)的電(dian)子(zi)(zi)外層結(jie)構(gou)等相(xiang)關聯。而氧(yang)化鎂的離(li)子(zi)(zi)尺(chi)寸、質量和電(dian)荷、陽(yang)離(li)子(zi)(zi)和陰離(li)子(zi)(zi)之間的結(jie)合特(te)性和強度(du)、離(li)子(zi)(zi)的極化作(zuo)用、結(jie)晶構(gou)造等決定它是一高熔點化合物。

氧(yang)化鎂的熔點(dian)(dian)和結(jie)(jie)構參數(shu)：陽離(li)子半徑(jing)0.074mm;陰離(li)子半徑(jing)0.53mm;結(jie)(jie)構類(lei)型NaCl;配(pei)位(wei)數(shu)6;有(you)效配(pei)位(wei)數(shu)8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點(dian)(dian)2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂制造(zao)的最重(zhong)要過(guo)程(cheng)(cheng)是由各種鎂質(zhi)原(yuan)料(liao)，通過(guo)各種形式的加熱方法(fa)產生(sheng)高溫(wen)使鎂質(zhi)材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)，變成氧化(hua)鎂熔(rong)(rong)體。要使氧化(hua)鎂熔(rong)(rong)融(rong)，必須消(xiao)耗大量(liang)的熱能，以克服(fu)離子間的引(yin)力(li)。通過(guo)強大電(dian)弧產生(sheng)高溫(wen)而熔(rong)(rong)化(hua)氧化(hua)鎂的方法(fa)叫做電(dian)弧熔(rong)(rong)融(rong)法(fa)。這(zhe)個融(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)一般包(bao)括熱的傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)(rong)化(hua)、析晶、晶體長大等一系列(lie)物理(li)化(hua)學變化(hua)的過(guo)程(cheng)(cheng)。

①脫水過程(cheng)。用水鎂(mei)石(shi)作原(yuan)料(liao)有一(yi)脫水過程(cheng)。水鎂(mei)石(shi)的主要成分是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過(guo)程。用菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)作為原料時有一個脫碳(tan)過(guo)程，脫碳(tan)過(guo)程包括兩個方面。一方面是菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石的(de)熱分解，菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石的(de)主(zhu)要成分是碳(tan)酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方(fang)面，由于在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)過(guo)程中往往在(zai)(zai)原料氧化(hua)鎂(mei)中加入石墨粉(fen)末(mo)添(tian)加物(助(zhu)劑)，在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)爐起動過(guo)程中需在(zai)(zai)三(san)電(dian)極(石墨電(dian)極)的下端用石墨粉(fen)末(mo)鋪成三(san)角形或星(xing)形導線路，在(zai)(zai)通(tong)電(dian)過(guo)程中受(shou)熱燒損或完全燃燒除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)即(ji)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離(li)子和氧(yang)離(li)子在強電(dian)(dian)弧產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)(neng)(neng)作用(yong)下，克服單(dan)晶(jing)體(ti)中的(de)(de)(de)晶(jing)格能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)束縛(fu)，變成(cheng)能(neng)(neng)(neng)自由(you)運動(dong)的(de)(de)(de)過程(cheng)。也(ye)就(jiu)是說，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)(re)到一(yi)定溫(wen)度(熔(rong)點)就(jiu)會(hui)由(you)固體(ti)變成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)。在這(zhe)一(yi)過程(cheng)中需消(xiao)(xiao)耗(hao)大(da)量的(de)(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)。據電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)產(chan)者(zhe)對用(yong)水鎂(mei)(mei)石作原料生(sheng)產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)平衡的(de)(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)的(de)(de)(de)比例(li)如下：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)體(ti)生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)值34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)值3.0%，冷(leng)(leng)卻水耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值8.4%，冷(leng)(leng)卻爐殼的(de)(de)(de)水耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值7.9%，爐子表(biao)面(mian)散熱(re)(re)(re)(re)值6.4%，煙(yan)氣(qi)帶走熱(re)(re)(re)(re)值28.8%。電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)損失值3.2%，從這(zhe)些統計數據可(ke)以(yi)看出，在電(dian)(dian)熔(rong)