電(dian)弧熔(rong)爐生產電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)的工藝流(liu)程主(zhu)要包括(kuo)：原料配(pei)料、電(dian)弧熔(rong)融、破(po)碎、選別、粉(fen)碎、篩別、磁選、分類包裝等。

(1)原料

我國(guo)有(you)豐(feng)富的(de)優質(zhi)菱(ling)(ling)鎂(mei)礦石，氧(yang)化鎂(mei)含(han)量(liang)高，又易于開采，因此，被廣泛用(yong)作(zuo)電熔氧(yang)化鎂(mei)的(de)原料(liao)。采用(yong)菱(ling)(ling)鎂(mei)石作(zuo)原料(liao)，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣體，由于有(you)大量(liang)氣體從爐內排出影響著電熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂的結(jie)晶帶的形成(cheng)均有不(bu)利影響，由(you)于大量塵料(liao)飛損，使(shi)物料(liao)損耗(hao)和能(neng)量消(xiao)耗(hao)增高，也(ye)惡化了車間生產環境。但由(you)于優質菱鎂礦石容易獲得，價格很(hen)低廉，所以，仍是我國(guo)電熔氧化鎂用得最多最廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)礦石中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)含量(liang)高低和化(hua)學成分直接影(ying)響(xiang)到電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量(liang)，同時在電熔過程中(zhong)也直接影(ying)響(xiang)到電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)得到的(de)(de)品級比例(li)，因此，為了保證電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量(liang)和品級比例(li)，必須對各種礦石進行(xing)適當的(de)(de)配比后進行(xing)熔煉。

②水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石。我國的(de)(de)遼寧省水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)(de)礦(kuang)源非常豐(feng)富(fu)，水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石中氧化鎂(mei)(mei)含(han)量高于菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石。它也是(shi)一種制造電熔凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)(de)原料(liao)，部分地區水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)(de)化學(xue)成分見表2。

表2水鎂石的(de)化學成分/%

③輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂。以(yi)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂作為電(dian)熔氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂原(yuan)料，可以(yi)使生產環境得(de)到改(gai)善，可以(yi)降低運輸(shu)費用。由于電(dian)熔時排出氣體少，成分也較均勻，對提高(gao)電(dian)熔氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂質(zhi)量(liang)有(you)利。

我(wo)國(guo)有一(yi)些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)以輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)制成(cheng)(cheng)球(qiu)料(liao)(liao)入爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)。輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)含量(liang)達到98%，以此(ci)料(liao)(liao)能生產(chan)出白色大結晶電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。但由(you)于(yu)成(cheng)(cheng)球(qiu)費用(yong)(yong)高，影響生產(chan)成(cheng)(cheng)本。目(mu)前(qian)，有的(de)廠家(jia)采用(yong)(yong)反(fan)射爐(lu)輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，以一(yi)定的(de)粒度(du)加入熔(rong)爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)質量(liang)比(bi)用(yong)(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦石好，成(cheng)(cheng)本又比(bi)用(yong)(yong)球(qiu)料(liao)(liao)作(zuo)原料(liao)(liao)時便宜(yi)，因而得(de)到了一(yi)定的(de)推(tui)廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂。為了(le)某(mou)些電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)特(te)(te)殊要(yao)求，有時(shi)必(bi)(bi)須(xu)在電熔(rong)過程中采用(yong)(yong)(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為電熔(rong)原料，如采用(yong)(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為電熔(rong)原料，一般首(shou)先利用(yong)(yong)(yong)處理海水和石(shi)灰乳(ru)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)生產氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)，將(jiang)氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)(yong)其他方法也(ye)可以(yi)制得輕燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)制取方法)，采用(yong)(yong)(yong)輕燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為原料生產電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)。奧(ao)絲(si)脫(AusT)和拉特(te)(te)爾(Ruttere)等研究(jiu)認為，極(ji)少量的(de)(de)(de)雜質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang))也(ye)屬(shu)于晶(jing)(jing)體的(de)(de)(de)雜質(zhi)，可明顯(xian)影(ying)響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)長大。因為雜質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)在于增加晶(jing)(jing)界運(yun)(yun)動所需的(de)(de)(de)能(neng)量。當晶(jing)(jing)界與第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)(jing)體能(neng)量降(jiang)低，其降(jiang)低量與第(di)二相(xiang)(xiang)橫(heng)截面(mian)積(ji)成正比，所以(yi)必(bi)(bi)須(xu)提高晶(jing)(jing)界能(neng)，晶(jing)(jing)界才能(neng)離開第(di)二相(xiang)(xiang)繼續運(yun)(yun)動。并且當晶(jing)(jing)界與第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，與第(di)二相(xiang)(xiang)橫(heng)截面(mian)積(ji)相(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)界必(bi)(bi)須(xu)變形，第(di)二相(xiang)(xiang)數(shu)量愈(yu)多(duo)，晶(jing)(jing)粒長大的(de)(de)(de)極(ji)限尺寸愈(yu)小。

另一方面(mian)為了降低電熔凝氧化鎂的(de)顯(xian)氣孔率，也應盡量減(jian)少原料氧化鎂的(de)氣體排出，因此，采用燒結鎂砂電熔有其顯(xian)著(zhu)優點。

⑤電熔氧(yang)化鎂(mei)單晶的化學原料質(zhi)量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特(te)性是(shi)同(tong)原子(zi)和(he)分子(zi)的(de)(de)量(liang)子(zi)力學本性如離(li)(li)子(zi)半徑的(de)(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)的(de)(de)電位數值，離(li)(li)子(zi)的(de)(de)電子(zi)外層(ceng)結構等相關聯。而氧化(hua)(hua)鎂的(de)(de)離(li)(li)子(zi)尺寸、質量(liang)和(he)電荷(he)、陽離(li)(li)子(zi)和(he)陰(yin)離(li)(li)子(zi)之間(jian)的(de)(de)結合特(te)性和(he)強度(du)、離(li)(li)子(zi)的(de)(de)極化(hua)(hua)作(zuo)用、結晶構造等決定它(ta)是(shi)一高熔點化(hua)(hua)合物。

氧(yang)化鎂(mei)的熔(rong)點和結(jie)構(gou)參數(shu)：陽離(li)子(zi)半徑0.074mm;陰離(li)子(zi)半徑0.53mm;結(jie)構(gou)類型NaCl;配(pei)位數(shu)6;有(you)效(xiao)配(pei)位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)制造(zao)的(de)最重要過(guo)(guo)程是由(you)各種(zhong)鎂(mei)質原料，通(tong)過(guo)(guo)各種(zhong)形(xing)式的(de)加(jia)熱方(fang)法產生(sheng)高溫(wen)(wen)使鎂(mei)質材料(MgO)熔化(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)鎂(mei)熔體。要使氧化(hua)(hua)鎂(mei)熔融(rong)，必(bi)須消耗大量的(de)熱能，以克服離子間的(de)引力(li)。通(tong)過(guo)(guo)強大電弧(hu)產生(sheng)高溫(wen)(wen)而熔化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)方(fang)法叫做電弧(hu)熔融(rong)法。這(zhe)個融(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)程一(yi)般包括熱的(de)傳導、脫水(shui)、脫碳、熔化(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大等(deng)一(yi)系列(lie)物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)過(guo)(guo)程。

①脫(tuo)水過(guo)(guo)(guo)程。用水鎂石作原(yuan)料有一脫(tuo)水過(guo)(guo)(guo)程。水鎂石的主(zhu)要成分是氫氧化(hua)鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水過(guo)(guo)(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過(guo)程。用菱(ling)鎂礦作為原料時(shi)有一個脫碳(tan)過(guo)程，脫碳(tan)過(guo)程包(bao)括(kuo)兩個方面(mian)。一方面(mian)是菱(ling)鎂礦石(shi)的熱(re)分解(jie)，菱(ling)鎂礦石(shi)的主要成(cheng)分是碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)(zai)電(dian)(dian)熔過程中(zhong)(zhong)往往在(zai)(zai)原料(liao)氧化鎂中(zhong)(zhong)加(jia)入石(shi)墨(mo)粉(fen)(fen)末添(tian)加(jia)物(wu)(助劑)，在(zai)(zai)電(dian)(dian)熔爐起動過程中(zhong)(zhong)需(xu)在(zai)(zai)三電(dian)(dian)極(石(shi)墨(mo)電(dian)(dian)極)的下端用石(shi)墨(mo)粉(fen)(fen)末鋪成(cheng)三角形或星(xing)形導線(xian)路，在(zai)(zai)通電(dian)(dian)過程中(zhong)(zhong)受熱(re)燒(shao)損或完全(quan)燃燒(shao)除(chu)去(qu)石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過程(cheng)(cheng)。熔(rong)化(hua)過程(cheng)(cheng)即氧(yang)化(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子和氧(yang)離子在(zai)強(qiang)電(dian)(dian)弧產生(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)(neng)作(zuo)用下(xia)，克服單晶(jing)體中的(de)(de)晶(jing)格能(neng)(neng)的(de)(de)束縛，變(bian)成(cheng)能(neng)(neng)自由(you)運動的(de)(de)過程(cheng)(cheng)。也(ye)就(jiu)是說，氧(yang)化(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)(re)到一定(ding)溫度(熔(rong)點)就(jiu)會由(you)固體變(bian)成(cheng)液體，叫熔(rong)化(hua)。在(zai)這一過程(cheng)(cheng)中需消(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)生(sheng)產者對(dui)用水鎂(mei)石作(zuo)原料生(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)比例如下(xia)：氧(yang)化(hua)鎂(mei)晶(jing)體生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣(zha)皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻(que)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)(de)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子表(biao)面(mian)散熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)3.2%，從這些統(tong)計數據可以(yi)看出，在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)