電弧熔爐生(sheng)產電熔氧(yang)化鎂的工(gong)藝流(liu)程主要包括(kuo)：原料配料、電弧熔融、破碎、選(xuan)別、粉碎、篩別、磁選(xuan)、分類包裝(zhuang)等。

(1)原料

我國(guo)有(you)(you)豐富的(de)優質菱鎂礦(kuang)石(shi)，氧化鎂含量高，又易于開(kai)采，因(yin)此，被廣泛用作電熔氧化鎂的(de)原料。采用菱鎂石(shi)作原料，碳酸(suan)鎂分(fen)解(jie)產生CO2氣(qi)體，由于有(you)(you)大量氣(qi)體從爐(lu)內排出影響著電熔過(guo)程的(de)進(jin)行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)的(de)結晶帶(dai)的(de)形成(cheng)均有(you)不利影響(xiang)，由于大量(liang)塵(chen)料飛損(sun)，使物料損(sun)耗(hao)和能量(liang)消耗(hao)增高，也惡化(hua)了車間生產環(huan)境(jing)。但由于優質菱(ling)鎂(mei)礦石容易獲(huo)得，價(jia)格(ge)很低(di)廉，所以，仍是(shi)我(wo)國電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)用得最多(duo)最廣泛(fan)的(de)原(yuan)料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)。菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)石(shi)中(zhong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)含量高低和化學成分直接影(ying)響(xiang)到電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質量，同時在電熔(rong)(rong)過程中(zhong)也(ye)直接影(ying)響(xiang)到電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)得到的(de)品級比例，因(yin)此，為了保證電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質量和品級比例，必須對各種礦(kuang)(kuang)石(shi)進行(xing)適當的(de)配比后(hou)進行(xing)熔(rong)(rong)煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)。我國的遼寧(ning)省水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的礦源非常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)中(zhong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量高于(yu)菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)。它也(ye)是一(yi)種制造(zao)電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的原料，部分(fen)(fen)地區水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的化(hua)學成(cheng)分(fen)(fen)見表2。

表2水鎂(mei)石的(de)化學成分/%

③輕燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂。以(yi)輕燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂作為電熔(rong)氧(yang)化鎂原料(liao)，可以(yi)使生產環(huan)境(jing)得到改(gai)善(shan)，可以(yi)降低運輸(shu)費用。由于電熔(rong)時排出(chu)氣(qi)體少，成分(fen)也(ye)較均勻，對提高(gao)電熔(rong)氧(yang)化鎂質量有(you)利。

我國有(you)一些(xie)電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制成球料入(ru)爐電熔(rong)。輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)達到(dao)(dao)98%，以(yi)此料能生產出白色大(da)結晶(jing)電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。但由(you)于成球費(fei)用(yong)高，影響生產成本(ben)。目(mu)前(qian)，有(you)的(de)廠(chang)家采用(yong)反射爐輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)一定(ding)的(de)粒度加入(ru)熔(rong)爐電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)比(bi)用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石好，成本(ben)又比(bi)用(yong)球料作(zuo)原(yuan)料時便(bian)宜，因而得到(dao)(dao)了一定(ding)的(de)推(tui)廣(guang)。

④燒結鎂(mei)砂。為(wei)了某(mou)些(xie)電(dian)熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)(de)特殊(shu)要求，有時(shi)必(bi)須在(zai)電(dian)熔過程中(zhong)采(cai)(cai)(cai)用(yong)燒結鎂(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)熔原(yuan)料，如采(cai)(cai)(cai)用(yong)海(hai)水(shui)鎂(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)熔原(yuan)料，一(yi)般首先利(li)用(yong)處理海(hai)水(shui)和石灰乳作(zuo)用(yong)生產氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)煅燒成輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。用(yong)其他方法也可(ke)以制(zhi)得(de)輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)取方法)，采(cai)(cai)(cai)用(yong)輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)作(zuo)為(wei)原(yuan)料生產電(dian)熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉(la)特爾(Ruttere)等研究(jiu)認為(wei)，極少量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)，可(ke)明(ming)顯影響(xiang)晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)(de)(de)長大(da)。因為(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)在(zai)于(yu)增加晶(jing)(jing)(jing)界運動所(suo)需的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界與(yu)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)體(ti)能(neng)量(liang)降(jiang)低，其降(jiang)低量(liang)與(yu)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)橫截面積成正(zheng)比(bi)，所(suo)以必(bi)須提高晶(jing)(jing)(jing)界能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界才能(neng)離(li)開(kai)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)繼續(xu)運動。并且當晶(jing)(jing)(jing)界與(yu)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界必(bi)須變形，第(di)(di)二相(xiang)(xiang)數量(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)(jing)粒長大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)極限尺寸愈(yu)小。

另一(yi)方面為(wei)了(le)降(jiang)低電(dian)熔凝(ning)氧化鎂的顯氣孔率，也應(ying)盡量(liang)減少原(yuan)料(liao)氧化鎂的氣體排出，因此，采用燒結鎂砂電(dian)熔有其顯著(zhu)優點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單(dan)晶的化(hua)學原料質量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是同原子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的(de)量(liang)子(zi)(zi)力學(xue)本性如離(li)(li)(li)子(zi)(zi)半徑的(de)尺(chi)寸(cun)，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電位數值，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)外層結(jie)構等(deng)相關聯。而氧化(hua)鎂的(de)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)、質量(liang)和電荷(he)、陽離(li)(li)(li)子(zi)(zi)和陰離(li)(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)結(jie)合特(te)性和強度、離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)極化(hua)作用、結(jie)晶構造(zao)等(deng)決定它是一高熔(rong)點(dian)化(hua)合物(wu)。

氧化鎂的熔點(dian)(dian)和結構(gou)參(can)數：陽(yang)離(li)子半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離(li)子半(ban)徑(jing)0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配(pei)位數6;有效配(pei)位數8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔點(dian)(dian)2800℃。

電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)制造的最重(zhong)要過(guo)程是由(you)各種鎂(mei)質(zhi)原(yuan)料，通過(guo)各種形式(shi)的加熱方法產生高溫使(shi)鎂(mei)質(zhi)材料(MgO)熔化(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)鎂(mei)熔體。要使(shi)氧化(hua)(hua)鎂(mei)熔融，必須消(xiao)耗大(da)量的熱能(neng)，以克服離子(zi)間的引力。通過(guo)強大(da)電(dian)弧產生高溫而(er)熔化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的方法叫做電(dian)弧熔融法。這個融化(hua)(hua)過(guo)程一(yi)般包括熱的傳導、脫(tuo)水(shui)、脫(tuo)碳、熔化(hua)(hua)、析晶、晶體長大(da)等一(yi)系列物理化(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)的過(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)。用水(shui)鎂(mei)石作原料有一脫(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)。水(shui)鎂(mei)石的主要成分是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程(cheng)。用菱(ling)鎂礦作為(wei)原(yuan)料時有(you)一(yi)個脫碳(tan)過程(cheng)，脫碳(tan)過程(cheng)包括(kuo)兩(liang)個方面(mian)。一(yi)方面(mian)是(shi)菱(ling)鎂礦石的熱分(fen)解，菱(ling)鎂礦石的主要(yao)成分(fen)是(shi)碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)過程中往往在(zai)(zai)原(yuan)料(liao)氧化(hua)鎂中加入石墨(mo)粉(fen)末(mo)添加物(助劑)，在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)爐(lu)起動過程中需(xu)在(zai)(zai)三(san)電(dian)極(ji)(ji)(石墨(mo)電(dian)極(ji)(ji))的下端用石墨(mo)粉(fen)末(mo)鋪成三(san)角形或星(xing)形導(dao)線(xian)路，在(zai)(zai)通電(dian)過程中受熱(re)燒損或完全燃燒除(chu)去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離子(zi)和氧(yang)(yang)離子(zi)在強電(dian)弧產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)能(neng)(neng)作(zuo)用下(xia)，克服單晶體中(zhong)的(de)(de)(de)晶格能(neng)(neng)的(de)(de)(de)束縛，變成(cheng)能(neng)(neng)自由(you)運動的(de)(de)(de)過(guo)程。也就是說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)到一(yi)定(ding)溫度(熔(rong)(rong)點)就會(hui)由(you)固體變成(cheng)液體，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)。在這一(yi)過(guo)程中(zhong)需(xu)消(xiao)(xiao)耗(hao)大量(liang)的(de)(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)。據(ju)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)者對用水鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料生(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)的(de)(de)(de)比(bi)例(li)如(ru)下(xia)：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶體生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)(leng)卻水耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)(leng)卻爐(lu)殼(ke)的(de)(de)(de)水耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表面散熱(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙(yan)氣(qi)帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損(sun)失值(zhi)3.2%，從這些統(tong)計數(shu)據(ju)可(ke)以看出(chu)，在電(dian)熔(rong)(rong)