電(dian)(dian)弧(hu)熔爐生產電(dian)(dian)熔氧化鎂(mei)的工藝(yi)流程主要(yao)包括：原(yuan)料(liao)配料(liao)、電(dian)(dian)弧(hu)熔融(rong)、破碎、選別、粉碎、篩別、磁(ci)選、分(fen)類包裝等。

(1)原料

我(wo)國有豐富的(de)(de)優質(zhi)菱(ling)鎂(mei)礦石，氧(yang)化鎂(mei)含量(liang)高，又易于(yu)開采，因此(ci)，被廣(guang)泛用作(zuo)電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)原料。采用菱(ling)鎂(mei)石作(zuo)原料，碳(tan)酸(suan)鎂(mei)分解產生CO2氣(qi)體，由于(yu)有大量(liang)氣(qi)體從爐內排出(chu)影響著電(dian)熔過程的(de)(de)進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂(mei)(mei)的(de)結(jie)晶帶的(de)形(xing)成均(jun)有(you)不利(li)影響(xiang)，由于(yu)大量塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗(hao)和能量消耗(hao)增高(gao)，也(ye)惡化了車間生產環境。但由于(yu)優(you)質菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石容(rong)易獲得(de)，價格很低廉，所以，仍(reng)是我國電熔氧化鎂(mei)(mei)用得(de)最多最廣泛的(de)原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)礦石中氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)含量高低和化(hua)(hua)學成(cheng)分(fen)直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)到電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量，同時在電(dian)熔(rong)(rong)(rong)過(guo)程中也直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)到電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)得到的(de)品級比例(li)，因此，為了保證電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量和品級比例(li)，必須對(dui)各種礦石進(jin)行適當的(de)配比后(hou)進(jin)行熔(rong)(rong)(rong)煉。

②水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)。我(wo)國的(de)遼寧(ning)省水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的(de)礦源非常豐(feng)富，水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)中氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)含(han)量高于菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)。它也(ye)是一種制造電熔凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)原(yuan)料，部分(fen)地(di)區水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的(de)化學成分(fen)見表2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂。以輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂作為(wei)電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂原料，可(ke)以使生(sheng)產環境得到(dao)改善，可(ke)以降低運輸費用(yong)。由于電熔(rong)時排出(chu)氣體(ti)少，成分也(ye)較均勻(yun)，對提高電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂質(zhi)量有利。

我國有(you)一(yi)些電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)(yi)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)球料(liao)入(ru)爐(lu)(lu)電熔(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量達到98%，以(yi)(yi)此料(liao)能生(sheng)產出(chu)白色大結晶電熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成(cheng)球費用(yong)(yong)高(gao)，影響生(sheng)產成(cheng)本(ben)。目前，有(you)的(de)廠(chang)家采用(yong)(yong)反射(she)爐(lu)(lu)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)(yi)一(yi)定的(de)粒度加入(ru)熔(rong)爐(lu)(lu)電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)量比(bi)用(yong)(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)好，成(cheng)本(ben)又比(bi)用(yong)(yong)球料(liao)作原(yuan)料(liao)時便宜，因而得(de)到了一(yi)定的(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)砂。為(wei)(wei)了(le)某些電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)特殊要求，有時(shi)必(bi)須在(zai)電(dian)(dian)熔過程(cheng)中采用(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)砂作為(wei)(wei)電(dian)(dian)熔原料(liao)，如采用(yong)(yong)海水鎂(mei)砂作為(wei)(wei)電(dian)(dian)熔原料(liao)，一般首(shou)先利用(yong)(yong)處(chu)理(li)海水和(he)石灰乳作用(yong)(yong)生(sheng)產氫氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，將氫氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)煅(duan)燒(shao)成(cheng)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)其他方(fang)法(fa)(fa)也(ye)可以(yi)制得輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)制取方(fang)法(fa)(fa))，采用(yong)(yong)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)作為(wei)(wei)原料(liao)生(sheng)產電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉(la)特爾(Ruttere)等(deng)研究(jiu)認為(wei)(wei)，極(ji)少(shao)量(liang)的(de)雜(za)質氣體(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)(jing)(jing)體的(de)雜(za)質，可明(ming)顯影響(xiang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)(li)的(de)長(chang)大。因為(wei)(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)的(de)作用(yong)(yong)在(zai)于增加晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)運動所(suo)(suo)需的(de)能(neng)量(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體能(neng)量(liang)降低，其降低量(liang)與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)橫截面積成(cheng)正比，所(suo)(suo)以(yi)必(bi)須提高晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)才能(neng)離(li)開第(di)二相(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)必(bi)須變形，第(di)二相(xiang)(xiang)數量(liang)愈多(duo)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)(li)長(chang)大的(de)極(ji)限尺(chi)寸愈小。

另一方面為(wei)了降低電熔凝氧(yang)化鎂的(de)(de)顯(xian)氣孔率，也應盡(jin)量減少原料氧(yang)化鎂的(de)(de)氣體排出(chu)，因(yin)此，采用燒結鎂砂電熔有(you)其顯(xian)著(zhu)優點。

⑤電熔氧化(hua)鎂(mei)單晶(jing)的(de)化(hua)學(xue)原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)(xing)是同原(yuan)子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的(de)(de)(de)量子(zi)(zi)力學本(ben)性(xing)(xing)如(ru)離(li)子(zi)(zi)半徑的(de)(de)(de)尺寸，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)電(dian)位數(shu)值，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)外層(ceng)結(jie)構(gou)等(deng)(deng)相關(guan)聯(lian)。而氧化(hua)鎂的(de)(de)(de)離(li)子(zi)(zi)尺寸、質量和(he)電(dian)荷、陽離(li)子(zi)(zi)和(he)陰離(li)子(zi)(zi)之間的(de)(de)(de)結(jie)合(he)特(te)性(xing)(xing)和(he)強度、離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)極(ji)化(hua)作(zuo)用、結(jie)晶構(gou)造等(deng)(deng)決定它是一高熔點化(hua)合(he)物。

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

電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)最重要(yao)過(guo)程(cheng)(cheng)是由各種鎂(mei)(mei)質原料(liao)，通過(guo)各種形式的(de)加熱方(fang)法產(chan)生高(gao)溫使鎂(mei)(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)，變成(cheng)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)(rong)體。要(yao)使氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)，必須消耗(hao)大(da)(da)量的(de)熱能，以克(ke)服離(li)子間的(de)引力(li)。通過(guo)強大(da)(da)電弧(hu)產(chan)生高(gao)溫而熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)方(fang)法叫做電弧(hu)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)一般包括熱的(de)傳(chuan)導、脫(tuo)(tuo)水、脫(tuo)(tuo)碳、熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體長大(da)(da)等一系列物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)過(guo)程(cheng)(cheng)。

①脫水過(guo)(guo)程。用水鎂石作原料有一脫水過(guo)(guo)程。水鎂石的主要成(cheng)分是(shi)氫(qing)氧化鎂Mg(OH)2。其脫水過(guo)(guo)程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)過(guo)(guo)程。用菱鎂(mei)(mei)礦作為(wei)原料(liao)時有一(yi)個脫碳(tan)(tan)過(guo)(guo)程，脫碳(tan)(tan)過(guo)(guo)程包括兩個方面。一(yi)方面是(shi)菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)的熱分(fen)解(jie)，菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)的主要成分(fen)是(shi)碳(tan)(tan)酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由于在(zai)電(dian)熔(rong)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)往往在(zai)原(yuan)料氧化(hua)鎂中(zhong)加入石墨(mo)粉(fen)末(mo)添(tian)加物(助劑)，在(zai)電(dian)熔(rong)爐(lu)起動過(guo)(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)需在(zai)三電(dian)極(石墨(mo)電(dian)極)的(de)下端用石墨(mo)粉(fen)末(mo)鋪成三角形(xing)或星形(xing)導線路，在(zai)通電(dian)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)受熱燒(shao)損或完(wan)全燃燒(shao)除去(qu)石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)過(guo)程。熔化(hua)(hua)過(guo)程即氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子和(he)氧(yang)離子在強電(dian)(dian)弧產生(sheng)的熱(re)能作(zuo)用(yong)下，克服單晶(jing)體中的晶(jing)格能的束縛，變(bian)成能自由運動的過(guo)程。也就是(shi)說(shuo)，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)到(dao)一(yi)定溫(wen)度(熔點(dian))就會由固(gu)體變(bian)成液體，叫熔化(hua)(hua)。在這(zhe)(zhe)一(yi)過(guo)程中需消耗(hao)(hao)(hao)大量的電(dian)(dian)能。據電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產者(zhe)對用(yong)水鎂(mei)石(shi)作(zuo)原(yuan)料生(sheng)產電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的熱(re)平衡(heng)的衡(heng)算(suan)，熱(re)消耗(hao)(hao)(hao)的比(bi)例(li)如下：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)體生(sheng)成熱(re)消耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成熱(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)(leng)卻(que)水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)(leng)卻(que)爐殼的水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散(san)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能損(sun)失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這(zhe)(zhe)些統(tong)計數據可(ke)以看出，在電(dian)(dian)熔