電(dian)(dian)弧(hu)熔(rong)爐生產電(dian)(dian)熔(rong)氧化鎂的工藝(yi)流程主要包括：原料配料、電(dian)(dian)弧(hu)熔(rong)融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分類包裝等。

(1)原料

我國有豐富的(de)優質(zhi)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量(liang)高(gao)，又易于開采，因此，被廣(guang)泛用(yong)作(zuo)電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原(yuan)料(liao)。采用(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)石作(zuo)原(yuan)料(liao)，碳酸鎂(mei)(mei)分解產(chan)生(sheng)CO2氣體，由于有大量(liang)氣體從(cong)爐內(nei)排出影(ying)響(xiang)著(zhu)電熔(rong)過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)的結晶帶的形成均有不利影(ying)響，由于大(da)量(liang)塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗和(he)能量(liang)消耗增高，也惡化了車間生產環境。但由于優質菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石容易獲得，價格(ge)很(hen)低廉，所以(yi)，仍(reng)是我(wo)國(guo)電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)用(yong)得最多最廣泛(fan)的原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)中(zhong)氧化(hua)鎂(mei)的含(han)量(liang)(liang)高低和(he)化(hua)學(xue)成分直接影響(xiang)到電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)的質量(liang)(liang)，同(tong)時在電(dian)熔過程中(zhong)也直接影響(xiang)到電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)得到的品(pin)級(ji)(ji)比例，因(yin)此，為了(le)保證電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)的質量(liang)(liang)和(he)品(pin)級(ji)(ji)比例，必須對(dui)各(ge)種礦(kuang)石(shi)進行適當的配比后(hou)進行熔煉(lian)。

②水鎂(mei)石(shi)(shi)。我國的遼(liao)寧省水鎂(mei)石(shi)(shi)的礦(kuang)源非常豐富，水鎂(mei)石(shi)(shi)中氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量(liang)高于菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)。它也是一種制造電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的原料，部分(fen)地區水鎂(mei)石(shi)(shi)的化(hua)學成分(fen)見表(biao)2。

表2水鎂石的化學(xue)成分/%

③輕燒氧化鎂。以(yi)輕燒氧化鎂作為電(dian)(dian)熔(rong)氧化鎂原料，可以(yi)使生(sheng)產(chan)環境得(de)到改善，可以(yi)降(jiang)低運(yun)輸費(fei)用。由于(yu)電(dian)(dian)熔(rong)時排出氣體(ti)少，成(cheng)分也較(jiao)均勻，對提高電(dian)(dian)熔(rong)氧化鎂質量有利。

我國有一(yi)些電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂以輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂制成(cheng)球(qiu)料入(ru)爐電(dian)熔(rong)。輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)氧(yang)(yang)化(hua)鎂含量(liang)達到(dao)98%，以此料能生產出白色大結晶電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂。但由(you)于成(cheng)球(qiu)費用(yong)高，影(ying)響生產成(cheng)本。目前(qian)，有的(de)廠家采用(yong)反射(she)爐輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂，以一(yi)定的(de)粒度加入(ru)熔(rong)爐電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)質量(liang)比用(yong)菱鎂礦石好，成(cheng)本又比用(yong)球(qiu)料作(zuo)原料時便宜(yi)，因而得(de)到(dao)了一(yi)定的(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂。為了某些(xie)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的特殊要求，有時(shi)必須在電(dian)熔(rong)過程(cheng)中采用(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為電(dian)熔(rong)原(yuan)(yuan)料，如采用(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為電(dian)熔(rong)原(yuan)(yuan)料，一般首先利用(yong)處理海水(shui)和石(shi)灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)生(sheng)產氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將(jiang)氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)其他(ta)方(fang)法(fa)也可以(yi)制得輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見(jian)工業氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的制取方(fang)法(fa))，采用(yong)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為原(yuan)(yuan)料生(sheng)產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研(yan)究認為，極少(shao)量(liang)(liang)(liang)的雜質(zhi)(zhi)氣體(相(xiang))也屬于晶(jing)體的雜質(zhi)(zhi)，可明顯影響晶(jing)粒的長大(da)。因為雜質(zhi)(zhi)相(xiang)的作(zuo)(zuo)用(yong)在于增(zeng)加晶(jing)界(jie)(jie)運動所需(xu)的能量(liang)(liang)(liang)。當晶(jing)界(jie)(jie)與第二(er)相(xiang)相(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)體能量(liang)(liang)(liang)降低，其降低量(liang)(liang)(liang)與第二(er)相(xiang)橫(heng)截(jie)面積(ji)(ji)成正比(bi)，所以(yi)必須提(ti)高晶(jing)界(jie)(jie)能，晶(jing)界(jie)(jie)才能離開第二(er)相(xiang)繼(ji)續(xu)運動。并且當晶(jing)界(jie)(jie)與第二(er)相(xiang)相(xiang)遇(yu)時(shi)，與第二(er)相(xiang)橫(heng)截(jie)面積(ji)(ji)相(xiang)等的晶(jing)界(jie)(jie)必須變形，第二(er)相(xiang)數量(liang)(liang)(liang)愈多，晶(jing)粒長大(da)的極限尺寸愈小。

另(ling)一方面為了(le)降低電(dian)熔凝氧化鎂(mei)的顯氣(qi)孔率，也應盡量減少(shao)原料氧化鎂(mei)的氣(qi)體(ti)排出，因此，采用燒(shao)結鎂(mei)砂電(dian)熔有其顯著優點。

⑤電(dian)熔氧(yang)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(xing)是(shi)同(tong)原子(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)的量子(zi)(zi)(zi)力學(xue)本性(xing)如(ru)離(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的尺寸，離(li)子(zi)(zi)(zi)的電位數值，離(li)子(zi)(zi)(zi)的電子(zi)(zi)(zi)外層(ceng)結構等相關聯(lian)。而(er)氧化(hua)鎂的離(li)子(zi)(zi)(zi)尺寸、質量和(he)電荷、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)子(zi)(zi)(zi)之(zhi)間的結合特(te)性(xing)和(he)強度(du)、離(li)子(zi)(zi)(zi)的極化(hua)作用、結晶構造等決定它(ta)是(shi)一高熔點(dian)化(hua)合物。

氧化鎂(mei)的熔點(dian)和(he)結(jie)構參數(shu)：陽離子(zi)半徑0.074mm;陰離子(zi)半徑0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配(pei)位數(shu)6;有效(xiao)配(pei)位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制造(zao)的最重要(yao)過程是由各種鎂(mei)(mei)(mei)質(zhi)原料(liao)，通過各種形式的加熱方(fang)法(fa)產(chan)生高(gao)溫使(shi)鎂(mei)(mei)(mei)質(zhi)材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)，變成氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)(rong)體(ti)。要(yao)使(shi)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)(rong)，必須消耗大量的熱能，以(yi)克(ke)服離子間的引力。通過強大電弧(hu)產(chan)生高(gao)溫而熔(rong)(rong)(rong)化(hua)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的方(fang)法(fa)叫做電弧(hu)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)(rong)法(fa)。這個融(rong)(rong)化(hua)過程一般包括熱的傳(chuan)導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)(rong)(rong)化(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)長大等一系列物理化(hua)學(xue)變化(hua)的過程。

①脫(tuo)水(shui)(shui)過程。用水(shui)(shui)鎂石(shi)作(zuo)原料有一脫(tuo)水(shui)(shui)過程。水(shui)(shui)鎂石(shi)的(de)主(zhu)要成分是(shi)氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)(shui)過程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)程(cheng)。用菱鎂(mei)(mei)礦作為原料時有一個(ge)脫碳過(guo)程(cheng)，脫碳過(guo)程(cheng)包括兩個(ge)方面。一方面是(shi)菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)的熱(re)分解，菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)的主要成分是(shi)碳酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方(fang)面，由于在(zai)(zai)電(dian)熔過程(cheng)中(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)(zai)原料氧化鎂中(zhong)加(jia)入石墨(mo)(mo)粉末(mo)添加(jia)物(助劑)，在(zai)(zai)電(dian)熔爐起動過程(cheng)中(zhong)需在(zai)(zai)三電(dian)極(石墨(mo)(mo)電(dian)極)的下端用(yong)石墨(mo)(mo)粉末(mo)鋪成三角形或星形導線路，在(zai)(zai)通電(dian)過程(cheng)中(zhong)受(shou)熱燒損(sun)或完(wan)全燃燒除去石墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過程(cheng)。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過程(cheng)即(ji)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)離(li)子和氧離(li)子在(zai)(zai)強電(dian)(dian)弧產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)能(neng)(neng)(neng)(neng)作(zuo)用下，克服單晶體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)晶格能(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)束縛(fu)，變成能(neng)(neng)(neng)(neng)自由(you)運動的(de)(de)(de)過程(cheng)。也就是(shi)說(shuo)，氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)(re)(re)到一定溫度(du)(熔(rong)(rong)(rong)點)就會由(you)固體(ti)變成液(ye)體(ti)，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)。在(zai)(zai)這一過程(cheng)中(zhong)需消(xiao)(xiao)耗大(da)量(liang)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)(neng)。據(ju)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)生(sheng)產(chan)者對用水鎂(mei)(mei)(mei)石作(zuo)原料生(sheng)產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗的(de)(de)(de)比例如下：氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)晶體(ti)生(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗值34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)耗熱(re)(re)(re)(re)(re)值15.3%，散(san)砂生(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)(re)耗值3.0%，冷卻(que)水耗熱(re)(re)(re)(re)(re)值8.4%，冷卻(que)爐(lu)殼(ke)的(de)(de)(de)水耗熱(re)(re)(re)(re)(re)值7.9%，爐(lu)子表面散(san)熱(re)(re)(re)(re)(re)值6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)(re)(re)(re)(re)值28.8%。電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)(neng)損失值3.2%，從這些統計(ji)數據(ju)可以看出，在(zai)(zai)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)