電(dian)弧(hu)熔爐(lu)生產電(dian)熔氧化鎂的工藝流程主要包(bao)括：原料(liao)配料(liao)、電(dian)弧(hu)熔融(rong)、破(po)碎(sui)、選別(bie)、粉碎(sui)、篩別(bie)、磁選、分類包(bao)裝(zhuang)等(deng)。

(1)原料

我國有豐富的優質菱鎂礦石，氧化鎂含(han)量高，又易于(yu)開采，因此，被廣泛用作(zuo)電熔氧化鎂的原料(liao)。采用菱鎂石作(zuo)原料(liao)，碳酸(suan)鎂分解產(chan)生CO2氣(qi)體(ti)，由于(yu)有大量氣(qi)體(ti)從(cong)爐內(nei)排出(chu)影響(xiang)著電熔過程的進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化(hua)鎂的結(jie)晶帶的形成均有不利影響，由于大量塵料(liao)飛(fei)損(sun)，使物料(liao)損(sun)耗(hao)(hao)和(he)能量消(xiao)耗(hao)(hao)增高(gao)，也惡化(hua)了車間(jian)生(sheng)產環境(jing)。但由于優質菱(ling)鎂礦石容易(yi)獲得，價格很低廉，所以(yi)，仍是我國電熔氧(yang)化(hua)鎂用得最多最廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)中氧化(hua)鎂(mei)的(de)含量高低和化(hua)學成分(fen)直(zhi)(zhi)接影響到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)的(de)質量，同時在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)過(guo)程中也直(zhi)(zhi)接影響到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)得到(dao)的(de)品級(ji)比例(li)，因(yin)此(ci)，為了保證電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)的(de)質量和品級(ji)比例(li)，必(bi)須對各種礦(kuang)石(shi)進(jin)行(xing)適當的(de)配比后(hou)進(jin)行(xing)熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)石(shi)。我國(guo)的遼寧省水(shui)鎂(mei)石(shi)的礦源非常豐富，水(shui)鎂(mei)石(shi)中氧(yang)化鎂(mei)含(han)量高于菱鎂(mei)礦石(shi)。它也是一種制造電熔凝氧(yang)化鎂(mei)的原(yuan)料，部分地區水(shui)鎂(mei)石(shi)的化學(xue)成(cheng)分見表2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕燒氧(yang)化鎂。以(yi)輕燒氧(yang)化鎂作為電熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂原料，可以(yi)使生產(chan)環境得到改善，可以(yi)降(jiang)低運(yun)輸費用。由于(yu)電熔(rong)(rong)時(shi)排出氣體少，成分也較均勻，對提高電熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂質量有(you)利。

我(wo)國有一(yi)些電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制成(cheng)球(qiu)(qiu)(qiu)料(liao)(liao)入(ru)爐(lu)電(dian)熔(rong)。輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量達到98%，以此料(liao)(liao)能生產(chan)出白(bai)色大(da)結(jie)晶(jing)電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但由(you)于成(cheng)球(qiu)(qiu)(qiu)費用(yong)高，影響生產(chan)成(cheng)本(ben)(ben)。目前，有的廠家采用(yong)反射爐(lu)輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以一(yi)定(ding)的粒度加入(ru)熔(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的質(zhi)量比用(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)好，成(cheng)本(ben)(ben)又比用(yong)球(qiu)(qiu)(qiu)料(liao)(liao)作原料(liao)(liao)時(shi)便宜，因而得到了一(yi)定(ding)的推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了某些電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特(te)殊要求，有時(shi)必須(xu)在電熔過程(cheng)中采用(yong)(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電熔原(yuan)料，如采用(yong)(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電熔原(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)生產氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將(jiang)氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其(qi)他(ta)方法(fa)也可(ke)以制得輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制取(qu)方法(fa))，采用(yong)(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原(yuan)料生產電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉(la)特(te)爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)，極少量(liang)的(de)(de)雜(za)質氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬(shu)于晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)雜(za)質，可(ke)明顯影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)長大(da)。因為(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)在于增加(jia)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)運動所需的(de)(de)能量(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)能量(liang)降低，其(qi)降低量(liang)與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積成正比，所以必須(xu)提高(gao)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)能，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)才能離(li)開第二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續(xu)運動。并(bing)且(qie)當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)必須(xu)變形，第二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)長大(da)的(de)(de)極限尺(chi)寸愈小。

另(ling)一方面(mian)為了降(jiang)低電(dian)熔凝氧化鎂的顯氣(qi)(qi)孔率，也應盡量減少原料氧化鎂的氣(qi)(qi)體排出(chu)，因此，采(cai)用燒結鎂砂電(dian)熔有其顯著優點。

⑤電熔氧(yang)化鎂(mei)單晶(jing)的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原子(zi)和(he)分子(zi)的(de)(de)量子(zi)力學本(ben)性(xing)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)外層結構等(deng)(deng)相關聯。而氧化(hua)鎂的(de)(de)離(li)(li)子(zi)尺寸、質量和(he)電荷、陽(yang)離(li)(li)子(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)之間的(de)(de)結合特性(xing)和(he)強(qiang)度、離(li)(li)子(zi)的(de)(de)極(ji)化(hua)作(zuo)用、結晶(jing)構造(zao)等(deng)(deng)決(jue)定它是一高熔點化(hua)合物。

氧化鎂的熔點和(he)結(jie)構參數(shu)：陽離子半徑(jing)0.074mm;陰離子半徑(jing)0.53mm;結(jie)構類(lei)型NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂制造(zao)的(de)最(zui)重要(yao)過(guo)程是由各種(zhong)鎂質原料(liao)，通過(guo)各種(zhong)形式的(de)加熱(re)(re)方法(fa)產(chan)生高(gao)溫使鎂質材料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)，變成(cheng)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)體(ti)。要(yao)使氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)融，必須消耗大量的(de)熱(re)(re)能，以克服離子間的(de)引力。通過(guo)強大電弧產(chan)生高(gao)溫而(er)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂的(de)方法(fa)叫(jiao)做電弧熔(rong)融法(fa)。這(zhe)個融化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程一般包括熱(re)(re)的(de)傳導、脫水(shui)、脫碳(tan)、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)長大等一系列(lie)物理化(hua)(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)過(guo)程。

①脫(tuo)水過程。用(yong)水鎂石作原料有一脫(tuo)水過程。水鎂石的主要(yao)成分(fen)是氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過(guo)程(cheng)。用菱鎂礦作為原(yuan)料(liao)時有一個脫碳(tan)過(guo)程(cheng)，脫碳(tan)過(guo)程(cheng)包括兩(liang)個方(fang)面(mian)。一方(fang)面(mian)是菱鎂礦石的熱分解，菱鎂礦石的主要成分是碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由(you)于在(zai)電熔過程中往往在(zai)原料氧(yang)化鎂中加入石墨(mo)粉末添加物(wu)(助(zhu)劑)，在(zai)電熔爐起動過程中需在(zai)三電極(ji)(石墨(mo)電極(ji))的下端用石墨(mo)粉末鋪成三角形(xing)(xing)或星(xing)形(xing)(xing)導(dao)線路(lu)，在(zai)通(tong)電過程中受熱燒(shao)損或完(wan)全燃燒(shao)除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)。熔化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂中(zhong)鎂離子和(he)氧(yang)(yang)離子在(zai)強電(dian)(dian)(dian)弧產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)能(neng)(neng)作用下(xia)，克服單(dan)晶體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)晶格能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)束縛，變(bian)成能(neng)(neng)自(zi)由運動的(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)。也就(jiu)(jiu)是說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂加熱(re)(re)(re)到一(yi)定溫度(du)(熔點)就(jiu)(jiu)會由固體(ti)變(bian)成液體(ti)，叫熔化(hua)(hua)。在(zai)這(zhe)一(yi)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)需消耗(hao)大量的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂生(sheng)(sheng)產者對用水鎂石作原料生(sheng)(sheng)產電(dian)(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)(de)(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)消耗(hao)的(de)(de)(de)(de)比例如下(xia)：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂晶體(ti)生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)消耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散(san)(san)砂生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)(de)(de)水耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散(san)(san)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數據可(ke)以看出，在(zai)電(dian)(dian)(dian)熔