電弧熔爐生產電熔氧化鎂的工藝流(liu)程主(zhu)要(yao)包括(kuo)：原料配料、電弧熔融、破碎(sui)(sui)、選別(bie)、粉碎(sui)(sui)、篩別(bie)、磁選、分類包裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富的(de)優質菱(ling)鎂(mei)礦石，氧(yang)化鎂(mei)含量高，又易(yi)于開采，因此，被(bei)廣泛用(yong)作(zuo)電熔氧(yang)化鎂(mei)的(de)原料(liao)(liao)。采用(yong)菱(ling)鎂(mei)石作(zuo)原料(liao)(liao)，碳酸(suan)鎂(mei)分解產(chan)生(sheng)CO2氣體(ti)，由(you)于有(you)大(da)量氣體(ti)從爐內排出影響著(zhu)電熔過(guo)程的(de)進(jin)行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)結晶帶的(de)(de)形成均有不(bu)利影響，由(you)于大量(liang)塵料(liao)飛損(sun)，使物料(liao)損(sun)耗和能(neng)量(liang)消耗增高，也惡(e)化了車(che)間(jian)生產(chan)環境。但由(you)于優質菱鎂(mei)礦石容易獲得，價格很低廉，所以，仍是我國電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)用得最多最廣泛的(de)(de)原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)礦石中氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)含量(liang)高低和化(hua)學成分直(zhi)接(jie)(jie)影響到電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)，同時在電(dian)熔過程中也直(zhi)接(jie)(jie)影響到電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)得(de)到的(de)品(pin)級比例，因此，為了保證電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)和品(pin)級比例，必須對各種礦石進(jin)(jin)行適當的(de)配比后進(jin)(jin)行熔煉。

②水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)。我(wo)國的(de)遼寧省(sheng)水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)的(de)礦(kuang)源非常豐富，水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)中氧化鎂(mei)含量高于(yu)菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)。它也是一(yi)種制造電熔凝氧化鎂(mei)的(de)原料，部(bu)分地區水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)的(de)化學(xue)成分見表(biao)2。

表2水(shui)鎂石(shi)的化學成分/%

③輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂。以輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂作為電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂原料，可以使生產環境得到改善，可以降(jiang)低運輸費(fei)用。由于(yu)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)時排出氣體(ti)少，成分(fen)也較(jiao)均勻，對提高電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂質量(liang)有利(li)。

我國有一些(xie)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以(yi)(yi)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制成球(qiu)(qiu)料(liao)(liao)入(ru)爐電(dian)熔(rong)(rong)。輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含(han)量達到98%，以(yi)(yi)此(ci)料(liao)(liao)能生產出(chu)白色大結(jie)晶電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但(dan)由于成球(qiu)(qiu)費(fei)用(yong)(yong)(yong)高(gao)，影(ying)響生產成本。目前，有的(de)(de)廠家采(cai)用(yong)(yong)(yong)反射爐輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以(yi)(yi)一定的(de)(de)粒(li)度加入(ru)熔(rong)(rong)爐電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)質(zhi)量比(bi)用(yong)(yong)(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石好，成本又(you)比(bi)用(yong)(yong)(yong)球(qiu)(qiu)料(liao)(liao)作原料(liao)(liao)時便宜，因而得到了一定的(de)(de)推(tui)廣。

④燒結(jie)鎂(mei)砂(sha)。為(wei)了某些電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)特(te)殊要求，有時(shi)(shi)必須在電(dian)熔(rong)過程中(zhong)采用(yong)(yong)燒結(jie)鎂(mei)砂(sha)作為(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)料，如(ru)采用(yong)(yong)海水(shui)鎂(mei)砂(sha)作為(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)料，一般首先利用(yong)(yong)處理海水(shui)和(he)石灰乳作用(yong)(yong)生產(chan)(chan)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)煅燒成輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)其他方(fang)法也可以制(zhi)得輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(詳見(jian)工(gong)業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)制(zhi)取方(fang)法)，采用(yong)(yong)輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)作為(wei)原(yuan)料生產(chan)(chan)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和(he)拉特(te)爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)，極(ji)少量(liang)的(de)(de)雜質(zhi)氣體(ti)(相(xiang))也屬于晶(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)雜質(zhi)，可明顯影響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)長大。因為(wei)雜質(zhi)相(xiang)的(de)(de)作用(yong)(yong)在于增加晶(jing)(jing)界(jie)運動(dong)所(suo)需的(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)。當晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)第二相(xiang)相(xiang)遇時(shi)(shi)，晶(jing)(jing)體(ti)能(neng)(neng)量(liang)降(jiang)低，其降(jiang)低量(liang)與(yu)第二相(xiang)橫截面積(ji)(ji)成正(zheng)比，所(suo)以必須提(ti)高晶(jing)(jing)界(jie)能(neng)(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)才能(neng)(neng)離開第二相(xiang)繼續運動(dong)。并且(qie)當晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)第二相(xiang)相(xiang)遇時(shi)(shi)，與(yu)第二相(xiang)橫截面積(ji)(ji)相(xiang)等(deng)的(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)必須變(bian)形(xing)，第二相(xiang)數量(liang)愈(yu)(yu)多(duo)，晶(jing)(jing)粒長大的(de)(de)極(ji)限(xian)尺寸愈(yu)(yu)小。

另一方面為了(le)降低電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)的顯氣(qi)孔(kong)率，也應盡量減(jian)少原料(liao)氧化(hua)鎂(mei)的氣(qi)體排出(chu)，因此，采(cai)用燒結鎂(mei)砂電(dian)熔有其顯著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原料(liao)質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是(shi)同(tong)原子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)力學本(ben)性如離(li)(li)子(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)位數值(zhi)，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)外層(ceng)結(jie)構等(deng)相關聯。而(er)氧化鎂的(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)尺寸、質量和(he)電(dian)荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)(de)結(jie)合(he)特(te)性和(he)強度、離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)極化作用、結(jie)晶構造(zao)等(deng)決(jue)定(ding)它是(shi)一高熔點化合(he)物。

氧(yang)化鎂(mei)的熔(rong)(rong)點(dian)和(he)結構參(can)數：陽離子(zi)(zi)半徑0.074mm;陰(yin)離子(zi)(zi)半徑0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)位數6;有(you)效配(pei)位數8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔(rong)(rong)點(dian)2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制造的(de)(de)(de)最重要(yao)過(guo)(guo)程是由(you)各種(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)質(zhi)原料，通過(guo)(guo)各種(zhong)形(xing)式的(de)(de)(de)加熱方(fang)法(fa)產生(sheng)高溫使(shi)鎂(mei)(mei)(mei)質(zhi)材料(MgO)熔(rong)化(hua)，變(bian)成氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)體(ti)。要(yao)使(shi)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)融，必(bi)須消(xiao)耗大(da)量的(de)(de)(de)熱能，以(yi)克(ke)服離子間的(de)(de)(de)引力。通過(guo)(guo)強大(da)電弧(hu)產生(sheng)高溫而熔(rong)化(hua)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)叫做電弧(hu)熔(rong)融法(fa)。這個融化(hua)過(guo)(guo)程一般(ban)包括熱的(de)(de)(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳(tan)、熔(rong)化(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)長大(da)等一系(xi)列物理化(hua)學變(bian)化(hua)的(de)(de)(de)過(guo)(guo)程。

①脫水(shui)(shui)過(guo)(guo)程(cheng)。用水(shui)(shui)鎂石(shi)作原料有一脫水(shui)(shui)過(guo)(guo)程(cheng)。水(shui)(shui)鎂石(shi)的主要成分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)(shui)過(guo)(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過(guo)程(cheng)。用菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)作為原料(liao)時有一個脫碳(tan)過(guo)程(cheng)，脫碳(tan)過(guo)程(cheng)包括(kuo)兩個方面。一方面是菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石(shi)的(de)熱分解(jie)，菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石(shi)的(de)主要成分是碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由于在電(dian)熔過程(cheng)中(zhong)往(wang)往(wang)在原(yuan)料氧化鎂(mei)中(zhong)加入石(shi)(shi)墨(mo)粉末(mo)添(tian)加物(wu)(助(zhu)劑)，在電(dian)熔爐起動過程(cheng)中(zhong)需在三電(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，在通電(dian)過程(cheng)中(zhong)受熱燒損或完全(quan)燃(ran)燒除去石(shi)(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)即(ji)氧(yang)化(hua)(hua)鎂中(zhong)鎂離子(zi)和氧(yang)離子(zi)在(zai)強電(dian)弧產生(sheng)的熱(re)能(neng)作用(yong)下，克服單晶體(ti)中(zhong)的晶格能(neng)的束(shu)縛，變成能(neng)自由運(yun)動的過(guo)程(cheng)。也就(jiu)是說，氧(yang)化(hua)(hua)鎂加熱(re)到一定溫度(du)(熔(rong)點)就(jiu)會由固體(ti)變成液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)。在(zai)這一過(guo)程(cheng)中(zhong)需消耗(hao)大量的電(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂生(sheng)產者對用(yong)水鎂石作原料(liao)生(sheng)產電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂的熱(re)平衡的衡算，熱(re)消耗(hao)的比例如(ru)下：氧(yang)化(hua)(hua)鎂晶體(ti)生(sheng)成熱(re)消耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)熱(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成熱(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻(que)水耗(hao)熱(re)值(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的水耗(hao)熱(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散熱(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失(shi)值(zhi)3.2%，從這些統(tong)計數據(ju)可以(yi)看(kan)出，在(zai)電(dian)熔(rong)