電(dian)弧(hu)(hu)熔(rong)爐(lu)生產電(dian)熔(rong)氧化鎂的工藝(yi)流程主要(yao)包(bao)括：原(yuan)料配料、電(dian)弧(hu)(hu)熔(rong)融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分(fen)類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富(fu)的優質菱鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含(han)量高，又易于開采，因此，被廣泛用作(zuo)電(dian)熔氧化鎂(mei)的原料。采用菱鎂(mei)石作(zuo)原料，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣體(ti)，由于有(you)大量氣體(ti)從爐內排出影響(xiang)著電(dian)熔過程的進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)的結晶帶的形成均有不利(li)影響，由于大量(liang)塵料飛損，使(shi)物料損耗(hao)和能(neng)量(liang)消耗(hao)增高，也惡(e)化(hua)(hua)了(le)車間生產環(huan)境。但由于優質菱鎂(mei)礦石容易獲得(de)(de)，價(jia)格很低廉，所(suo)以，仍是我國電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)用得(de)(de)最多最廣泛的原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石中氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的含量高低和化(hua)(hua)學成分直接(jie)影(ying)響(xiang)到(dao)電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的質量，同(tong)時在電(dian)熔過(guo)程中也直接(jie)影(ying)響(xiang)到(dao)電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)得(de)到(dao)的品(pin)級比例(li)，因此，為了保證電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的質量和品(pin)級比例(li)，必(bi)須對各種礦(kuang)石進行適(shi)當的配比后進行熔煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)。我國的(de)(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)(de)礦源非常(chang)豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)中氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)。它(ta)也(ye)是一種制造(zao)電熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)原料(liao)，部分(fen)(fen)地區水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)(de)化(hua)學(xue)成分(fen)(fen)見表2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。以(yi)輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)原(yuan)料(liao)，可以(yi)使(shi)生產(chan)環境得到(dao)改善，可以(yi)降(jiang)低運輸費用。由于電熔時排(pai)出氣體少，成分也(ye)較均勻，對提高電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)質量有利。

我(wo)國有(you)一(yi)些電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂以輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂制成球料(liao)(liao)入(ru)爐(lu)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)。輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂的(de)氧化(hua)(hua)鎂含量(liang)達到(dao)(dao)98%，以此(ci)料(liao)(liao)能生產(chan)出(chu)白(bai)色大結晶(jing)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)(hua)鎂。但由于成球費用(yong)高，影響(xiang)生產(chan)成本。目前，有(you)的(de)廠家采用(yong)反射爐(lu)輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂，以一(yi)定的(de)粒度(du)加入(ru)熔(rong)(rong)爐(lu)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)(hua)鎂的(de)質量(liang)比用(yong)菱鎂礦石好，成本又比用(yong)球料(liao)(liao)作原料(liao)(liao)時(shi)便宜，因而得(de)到(dao)(dao)了一(yi)定的(de)推(tui)廣。

④燒結鎂(mei)(mei)砂。為(wei)了某些電(dian)熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)特殊要(yao)求，有時必(bi)須在(zai)電(dian)熔過程中(zhong)采用(yong)(yong)燒結鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)熔原料(liao)，如采用(yong)(yong)海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)熔原料(liao)，一般首(shou)先利用(yong)(yong)處理(li)海(hai)水(shui)和石灰乳(ru)作(zuo)用(yong)(yong)生產氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅(duan)燒成輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方法也可(ke)以(yi)制(zhi)得輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業(ye)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)制(zhi)取方法)，采用(yong)(yong)輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原料(liao)生產電(dian)熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧(ao)絲(si)脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極少量(liang)(liang)的(de)(de)雜(za)質(zhi)氣體(ti)(ti)(相(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)體(ti)(ti)的(de)(de)雜(za)質(zhi)，可(ke)明顯影響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)長大。因為(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)在(zai)于增加晶(jing)(jing)界(jie)運(yun)動所需的(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)體(ti)(ti)能(neng)量(liang)(liang)降低，其降低量(liang)(liang)與(yu)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)(mian)積成正比，所以(yi)必(bi)須提高晶(jing)(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)才能(neng)離(li)開第(di)(di)二相(xiang)(xiang)繼續(xu)運(yun)動。并且當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)(mian)積相(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)必(bi)須變形，第(di)(di)二相(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒長大的(de)(de)極限尺(chi)寸(cun)愈小。

另(ling)一方面(mian)為了(le)降低電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)的顯氣孔率，也應盡(jin)量(liang)減少原料氧化(hua)鎂(mei)的氣體(ti)排出，因此(ci)，采(cai)用燒結鎂(mei)砂電(dian)熔有其顯著優點(dian)。

⑤電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)單晶的化(hua)學原(yuan)料質(zhi)量(liang)要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是同原子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)(zi)力學本(ben)性(xing)如離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的(de)(de)(de)尺寸，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電(dian)位數值，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)外層結構等(deng)相關聯。而氧化鎂的(de)(de)(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸、質量和(he)電(dian)荷、陽(yang)離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)陰(yin)離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)(de)結合特(te)性(xing)和(he)強度、離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)極化作用(yong)、結晶構造等(deng)決定它是一高熔點化合物。

氧化鎂的熔點和結構參數：陽離子半徑(jing)0.074mm;陰離子半徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)位(wei)數6;有效配(pei)位(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)(de)(de)(de)最重要過(guo)程(cheng)是由各(ge)種鎂(mei)(mei)質原料(liao)，通過(guo)各(ge)種形式的(de)(de)(de)(de)加(jia)熱(re)(re)方(fang)法產(chan)生高溫(wen)使鎂(mei)(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變(bian)成氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)體。要使氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)融，必須消耗大(da)量的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)能(neng)，以(yi)克服離子間的(de)(de)(de)(de)引力。通過(guo)強大(da)電(dian)(dian)弧產(chan)生高溫(wen)而熔(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)方(fang)法叫做電(dian)(dian)弧熔(rong)融法。這個(ge)融化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)一般(ban)包(bao)括(kuo)熱(re)(re)的(de)(de)(de)(de)傳導、脫(tuo)水(shui)、脫(tuo)碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體長大(da)等一系列物理化(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)(shui)過程(cheng)。用水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)作(zuo)原料有一脫水(shui)(shui)過程(cheng)。水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)主要成分是(shi)氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫水(shui)(shui)過程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)。用菱(ling)鎂礦(kuang)作為原料時有一(yi)個脫碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)，脫碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)包(bao)括兩(liang)個方(fang)面。一(yi)方(fang)面是菱(ling)鎂礦(kuang)石(shi)的熱分解，菱(ling)鎂礦(kuang)石(shi)的主要成(cheng)分是碳(tan)(tan)酸(suan)鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電(dian)熔(rong)過程(cheng)(cheng)中(zhong)往往在(zai)原料氧化鎂中(zhong)加入石(shi)(shi)墨(mo)粉末(mo)添(tian)加物(助(zhu)劑)，在(zai)電(dian)熔(rong)爐起動過程(cheng)(cheng)中(zhong)需(xu)在(zai)三電(dian)極(石(shi)(shi)墨(mo)電(dian)極)的下端用石(shi)(shi)墨(mo)粉末(mo)鋪成三角形或星形導線路，在(zai)通電(dian)過程(cheng)(cheng)中(zhong)受(shou)熱燒(shao)損或完全燃燒(shao)除去石(shi)(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程即氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子和氧(yang)(yang)(yang)離子在(zai)(zai)強(qiang)電(dian)弧產生(sheng)的(de)熱(re)(re)(re)能(neng)(neng)作(zuo)用下，克服(fu)單晶體中(zhong)的(de)晶格能(neng)(neng)的(de)束(shu)縛(fu)，變(bian)成能(neng)(neng)自由運動的(de)過(guo)(guo)程。也就是說，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)到一(yi)定(ding)溫度(熔(rong)(rong)點)就會由固體變(bian)成液(ye)體，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)。在(zai)(zai)這(zhe)一(yi)過(guo)(guo)程中(zhong)需消耗(hao)大量(liang)的(de)電(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產者對(dui)用水鎂(mei)石作(zuo)原料生(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)衡算，熱(re)(re)(re)消耗(hao)的(de)比例如下：氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)晶體生(sheng)成熱(re)(re)(re)消耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成熱(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)水耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散(san)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損(sun)失值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些(xie)統計數據可以看出，在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)(rong)