電(dian)(dian)弧熔(rong)爐生產電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂的工藝流程(cheng)主要包(bao)括：原料配料、電(dian)(dian)弧熔(rong)融、破碎、選別、粉(fen)碎、篩(shai)別、磁選、分(fen)類包(bao)裝等。

(1)原料

我(wo)國有豐富的(de)優質菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量高，又易于開采(cai)(cai)，因此，被廣泛(fan)用(yong)作(zuo)電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原料(liao)。采(cai)(cai)用(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料(liao)，碳酸鎂(mei)(mei)分解產(chan)生CO2氣體(ti)，由于有大量氣體(ti)從爐內(nei)排出影響著(zhu)電(dian)熔過程的(de)進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)結晶(jing)帶的(de)形(xing)成(cheng)均(jun)有不(bu)利影響(xiang)，由(you)于大(da)量(liang)塵料(liao)(liao)飛損，使物料(liao)(liao)損耗和能量(liang)消耗增(zeng)高，也惡化(hua)了車間生產(chan)環(huan)境。但由(you)于優(you)質菱鎂(mei)礦石容易獲得，價格很低廉，所以，仍是我國電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)用得最(zui)多最(zui)廣泛的(de)原(yuan)料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)中氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的含量高低和化(hua)學成分直接影響到(dao)電(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的質量，同時在(zai)電(dian)熔(rong)過程中也(ye)直接影響到(dao)電(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)得到(dao)的品級比(bi)例(li)，因此，為了保(bao)證電(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的質量和品級比(bi)例(li)，必須對各種(zhong)礦(kuang)石(shi)進行(xing)適當的配比(bi)后進行(xing)熔(rong)煉。

②水(shui)鎂石(shi)。我(wo)國(guo)的遼寧省水(shui)鎂石(shi)的礦(kuang)源非常豐富，水(shui)鎂石(shi)中氧化鎂含量高于菱鎂礦(kuang)石(shi)。它也(ye)是一種制造電熔(rong)凝氧化鎂的原(yuan)料，部分(fen)地區水(shui)鎂石(shi)的化學成分(fen)見表2。

表2水(shui)鎂石的化學成分/%

③輕燒氧(yang)化鎂(mei)。以(yi)(yi)輕燒氧(yang)化鎂(mei)作(zuo)為電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)原料，可(ke)(ke)以(yi)(yi)使生產環境得到(dao)改善，可(ke)(ke)以(yi)(yi)降低運輸(shu)費用。由于電熔(rong)時排(pai)出氣體少，成分也較均勻，對提(ti)高電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)質(zhi)量有利(li)。

我國有(you)(you)一(yi)些(xie)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)以輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)制成(cheng)球料入爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)。輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)氧(yang)(yang)化鎂(mei)含量達到98%，以此料能生(sheng)產出白(bai)色大結晶(jing)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)。但(dan)由(you)于成(cheng)球費用(yong)(yong)高，影(ying)響生(sheng)產成(cheng)本。目前，有(you)(you)的(de)廠家(jia)采用(yong)(yong)反射爐(lu)輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)，以一(yi)定(ding)的(de)粒度加(jia)入熔(rong)(rong)(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)質量比用(yong)(yong)菱鎂(mei)礦石好，成(cheng)本又比用(yong)(yong)球料作原料時便宜，因而得到了一(yi)定(ding)的(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為了某些電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)特(te)殊要求，有時(shi)必須在電熔(rong)過程中采用(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為電熔(rong)原(yuan)料，如采用(yong)海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為電熔(rong)原(yuan)料，一般首先利用(yong)處理海(hai)水(shui)和石灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)生(sheng)產(chan)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)成輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)其(qi)他(ta)方法(fa)(fa)也可(ke)以制(zhi)得輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工(gong)業(ye)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)制(zhi)取方法(fa)(fa))，采用(yong)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為原(yuan)料生(sheng)產(chan)電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研究認為，極少量的(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)體的(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)，可(ke)明顯(xian)影響晶(jing)粒(li)的(de)(de)(de)長(chang)大(da)。因為雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)在于增(zeng)加晶(jing)界(jie)運動(dong)所需的(de)(de)(de)能(neng)量。當晶(jing)界(jie)與第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)體能(neng)量降低，其(qi)降低量與第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積成正比，所以必須提高晶(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)才能(neng)離開第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續(xu)運動(dong)。并且當晶(jing)界(jie)與第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，與第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)界(jie)必須變(bian)形，第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量愈多(duo)，晶(jing)粒(li)長(chang)大(da)的(de)(de)(de)極限(xian)尺寸愈小(xiao)。

另一方面為(wei)了降低(di)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂的(de)顯(xian)氣孔率，也應盡量減少原料氧(yang)(yang)化鎂的(de)氣體排出，因此，采用(yong)燒結鎂砂電(dian)熔(rong)有其顯(xian)著優點(dian)。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶(jing)的化(hua)學原料質(zhi)量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)(xing)是(shi)同原子(zi)和(he)(he)分子(zi)的(de)量(liang)子(zi)力學本性(xing)(xing)如離(li)子(zi)半徑的(de)尺寸，離(li)子(zi)的(de)電位數(shu)值，離(li)子(zi)的(de)電子(zi)外層(ceng)結構等(deng)相關聯。而氧化鎂的(de)離(li)子(zi)尺寸、質量(liang)和(he)(he)電荷、陽離(li)子(zi)和(he)(he)陰離(li)子(zi)之間(jian)的(de)結合特性(xing)(xing)和(he)(he)強度、離(li)子(zi)的(de)極化作(zuo)用、結晶構造(zao)等(deng)決定它是(shi)一高熔點化合物。

氧(yang)化鎂的熔(rong)點和結(jie)構參數：陽離(li)子半(ban)(ban)徑0.074mm;陰離(li)子半(ban)(ban)徑0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)制(zhi)造的(de)最重要過程是(shi)由(you)各種(zhong)鎂(mei)(mei)質原料(liao)(liao)，通過各種(zhong)形式的(de)加熱(re)方法(fa)產生高溫使(shi)鎂(mei)(mei)質材料(liao)(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)，變(bian)成氧化(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)體。要使(shi)氧化(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)融，必須消(xiao)耗大量的(de)熱(re)能，以克(ke)服離(li)子間(jian)的(de)引(yin)力。通過強大電弧產生高溫而(er)熔(rong)化(hua)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)方法(fa)叫(jiao)做電弧熔(rong)融法(fa)。這個融化(hua)過程一般(ban)包括(kuo)熱(re)的(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)化(hua)、析晶、晶體長大等一系列(lie)物(wu)理(li)化(hua)學變(bian)化(hua)的(de)過程。

①脫水過(guo)程。用水鎂(mei)石(shi)作原(yuan)料有(you)一(yi)脫水過(guo)程。水鎂(mei)石(shi)的主(zhu)要成分是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)程。用菱鎂(mei)(mei)礦作為(wei)原料時(shi)有一個脫碳過(guo)程，脫碳過(guo)程包括兩個方(fang)面。一方(fang)面是(shi)菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)的熱分解，菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)的主要成分是(shi)碳酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一(yi)方面，由于在(zai)電(dian)熔過程中(zhong)(zhong)往往在(zai)原料氧化(hua)鎂中(zhong)(zhong)加入石墨粉末(mo)添加物(助劑)，在(zai)電(dian)熔爐(lu)起動(dong)過程中(zhong)(zhong)需在(zai)三電(dian)極(石墨電(dian)極)的(de)下(xia)端(duan)用石墨粉末(mo)鋪(pu)成三角形(xing)或星(xing)形(xing)導線(xian)路，在(zai)通(tong)電(dian)過程中(zhong)(zhong)受熱燒損或完全燃燒除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)過程。熔化(hua)(hua)過程即氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子和氧(yang)離子在強電(dian)(dian)弧產生的(de)熱(re)(re)能作用下(xia)，克服單晶體中(zhong)的(de)晶格能的(de)束縛，變成(cheng)能自由運動的(de)過程。也就是(shi)說，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)到一定溫度(du)(熔點(dian))就會(hui)由固體變成(cheng)液體，叫熔化(hua)(hua)。在這(zhe)(zhe)一過程中(zhong)需消(xiao)耗(hao)大(da)量的(de)電(dian)(dian)能。據電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)生產者對用水鎂(mei)石作原料生產電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)熱(re)(re)平(ping)衡(heng)的(de)衡(heng)算，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)的(de)比例如下(xia)：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)晶體生成(cheng)熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂(sha)生成(cheng)熱(re)(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)卻水耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼的(de)水耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能損(sun)失(shi)值(zhi)3.2%，從這(zhe)(zhe)些統計數據可(ke)以看(kan)出(chu)，在電(dian)(dian)熔