電(dian)弧熔(rong)爐(lu)生產(chan)電(dian)熔(rong)氧化鎂的工(gong)藝流程(cheng)主要包括(kuo)：原(yuan)料(liao)配料(liao)、電(dian)弧熔(rong)融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分類包裝等(deng)。

(1)原料

我國有豐(feng)富(fu)的(de)優質菱鎂礦石(shi)，氧化鎂含量高(gao)，又(you)易(yi)于(yu)開采，因此，被廣(guang)泛用作電熔(rong)氧化鎂的(de)原(yuan)料。采用菱鎂石(shi)作原(yuan)料，碳(tan)酸鎂分解產生(sheng)CO2氣體，由于(yu)有大量氣體從爐內排出影響著電熔(rong)過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧化鎂(mei)的結(jie)晶帶的形成均有不(bu)利影(ying)響，由于(yu)大量塵(chen)料(liao)飛損，使物料(liao)損耗和能量消(xiao)耗增高，也惡化了車(che)間生(sheng)產環(huan)境(jing)。但(dan)由于(yu)優質菱鎂(mei)礦石容易(yi)獲(huo)得(de)(de)，價格很低廉，所(suo)以(yi)，仍是我國電(dian)熔氧化鎂(mei)用(yong)得(de)(de)最多(duo)最廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦。菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦石中氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的含量(liang)高低和化(hua)(hua)學成分直(zhi)接影響到(dao)(dao)電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的質(zhi)量(liang)，同時(shi)在電熔過程(cheng)中也(ye)直(zhi)接影響到(dao)(dao)電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)得到(dao)(dao)的品級(ji)(ji)比例，因此(ci)，為了保證電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的質(zhi)量(liang)和品級(ji)(ji)比例，必須對各種礦石進(jin)行適當的配比后(hou)進(jin)行熔煉。

②水(shui)鎂(mei)石。我國的(de)遼寧省(sheng)水(shui)鎂(mei)石的(de)礦(kuang)(kuang)源非(fei)常豐富，水(shui)鎂(mei)石中氧化鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石。它也是一種制造(zao)電熔凝氧化鎂(mei)的(de)原料，部分地區水(shui)鎂(mei)石的(de)化學成分見表2。

表2水鎂石的化學成(cheng)分/%

③輕(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)。以(yi)輕(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)作為(wei)電(dian)(dian)熔氧化鎂(mei)原料，可(ke)以(yi)使生產環境得到改善，可(ke)以(yi)降低(di)運輸(shu)費(fei)用。由于電(dian)(dian)熔時排(pai)出氣體少，成分(fen)也較均勻，對提高(gao)電(dian)(dian)熔氧化鎂(mei)質量(liang)有利。

我國(guo)有一(yi)些電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)以輕燒氧(yang)化鎂(mei)制成球料入(ru)爐電熔(rong)。輕燒氧(yang)化鎂(mei)的(de)氧(yang)化鎂(mei)含量達到(dao)98%，以此料能生產(chan)出白色(se)大結(jie)晶電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)。但由于成球費用高，影響(xiang)生產(chan)成本。目前，有的(de)廠家采用反(fan)射爐輕燒氧(yang)化鎂(mei)，以一(yi)定的(de)粒度加入(ru)熔(rong)爐電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)的(de)質量比用菱鎂(mei)礦石好，成本又(you)比用球料作原(yuan)料時便(bian)宜，因而得到(dao)了(le)一(yi)定的(de)推廣(guang)。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)了某些(xie)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)特殊要求，有時(shi)(shi)必須在電(dian)熔(rong)(rong)過程中采(cai)(cai)(cai)用(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料，如(ru)采(cai)(cai)(cai)用(yong)(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料，一般首先利用(yong)(yong)處理海水(shui)和石灰乳(ru)作(zuo)用(yong)(yong)生產(chan)氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)成輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方(fang)(fang)法也(ye)可以制得輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業(ye)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)制取方(fang)(fang)法)，采(cai)(cai)(cai)用(yong)(yong)輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原(yuan)料生產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(er)(Ruttere)等(deng)研(yan)究認為(wei)，極(ji)少量(liang)(liang)的(de)(de)(de)雜(za)(za)質氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬(shu)于晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)(de)雜(za)(za)質，可明顯(xian)影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)長大。因為(wei)雜(za)(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)在于增加晶(jing)(jing)(jing)(jing)界運動(dong)所需的(de)(de)(de)能量(liang)(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)(shi)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)能量(liang)(liang)降(jiang)低，其降(jiang)低量(liang)(liang)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)(heng)截面積成正比，所以必須提高晶(jing)(jing)(jing)(jing)界能，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界才能離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼(ji)續運動(dong)。并且當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)(shi)，與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)(heng)截面積相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界必須變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒長大的(de)(de)(de)極(ji)限尺(chi)寸愈小。

另(ling)一方面(mian)為了(le)降低(di)電熔凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的顯氣孔率，也應盡量(liang)減少原料氧(yang)化鎂(mei)的氣體排出，因此，采用燒(shao)結鎂(mei)砂電熔有其顯著優點(dian)。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶的化(hua)學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是同原子(zi)和分子(zi)的量(liang)子(zi)力(li)學本性如離(li)子(zi)半徑的尺寸(cun)，離(li)子(zi)的電位數值，離(li)子(zi)的電子(zi)外(wai)層結(jie)構等(deng)相關(guan)聯。而(er)氧化鎂的離(li)子(zi)尺寸(cun)、質(zhi)量(liang)和電荷、陽離(li)子(zi)和陰離(li)子(zi)之間(jian)的結(jie)合(he)特性和強度、離(li)子(zi)的極(ji)化作用、結(jie)晶構造等(deng)決定它(ta)是一(yi)高熔點化合(he)物。

氧化鎂的(de)熔(rong)點和結構參數(shu)：陽離(li)子半徑(jing)0.074mm;陰離(li)子半徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)最重要過(guo)(guo)(guo)程是由各種(zhong)(zhong)鎂(mei)質(zhi)原料，通(tong)過(guo)(guo)(guo)各種(zhong)(zhong)形式的(de)加熱方法(fa)產生高(gao)溫使鎂(mei)質(zhi)材(cai)料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)體。要使氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)融，必須(xu)消耗(hao)大量的(de)熱能，以克服離子間(jian)的(de)引力。通(tong)過(guo)(guo)(guo)強大電(dian)弧(hu)產生高(gao)溫而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)方法(fa)叫做電(dian)弧(hu)熔(rong)融法(fa)。這個(ge)融化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)程一(yi)般包(bao)括熱的(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體長(chang)大等一(yi)系列物理化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的(de)過(guo)(guo)(guo)程。

①脫水(shui)過(guo)程。用(yong)水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)作原料(liao)有(you)一脫水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)的主(zhu)要成(cheng)分是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過程。用菱鎂礦(kuang)(kuang)作為(wei)原料時有(you)一個脫(tuo)碳過程，脫(tuo)碳過程包括兩個方面。一方面是(shi)菱鎂礦(kuang)(kuang)石的熱(re)分解(jie)，菱鎂礦(kuang)(kuang)石的主要成(cheng)分是(shi)碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于(yu)在(zai)(zai)電(dian)熔過程(cheng)(cheng)中往往在(zai)(zai)原料氧(yang)化(hua)鎂中加(jia)入(ru)石(shi)墨(mo)粉末添加(jia)物(wu)(助(zhu)劑(ji))，在(zai)(zai)電(dian)熔爐(lu)起動過程(cheng)(cheng)中需在(zai)(zai)三電(dian)極(ji)(石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji))的下端用石(shi)墨(mo)粉末鋪(pu)成(cheng)三角形或星(xing)形導(dao)線路，在(zai)(zai)通電(dian)過程(cheng)(cheng)中受熱燒損(sun)或完全燃(ran)燒除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)即氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離子和氧離子在(zai)(zai)強電(dian)(dian)弧(hu)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)能作用下，克服單晶體中(zhong)的(de)(de)(de)晶格能的(de)(de)(de)束縛，變(bian)成(cheng)能自由運動的(de)(de)(de)過程(cheng)。也就(jiu)是說(shuo)，氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)點)就(jiu)會由固體變(bian)成(cheng)液體，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)。在(zai)(zai)這一過程(cheng)中(zhong)需消(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)(de)(de)電(dian)(dian)能。據電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)產(chan)者(zhe)對用水(shui)鎂(mei)(mei)石作原料生(sheng)產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)(de)比例如(ru)下：氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶體生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值15.3%，散砂(sha)生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值3.0%，冷(leng)卻水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值8.4%，冷(leng)卻爐(lu)殼的(de)(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值7.9%，爐(lu)子表面(mian)散熱(re)(re)(re)(re)值6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)(re)值28.8%。電(dian)(dian)能損失(shi)值3.2%，從(cong)這些統計數(shu)據可(ke)以看(kan)出，在(zai)(zai)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)