電(dian)弧(hu)熔(rong)爐生產電(dian)熔(rong)氧化鎂的(de)工藝(yi)流(liu)程主要包(bao)括(kuo)：原料配料、電(dian)弧(hu)熔(rong)融、破(po)碎、選(xuan)別、粉碎、篩別、磁選(xuan)、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我(wo)國有豐富的(de)優質菱鎂(mei)礦石(shi)，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量高，又易(yi)于開采，因此，被(bei)廣泛用作電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)原料。采用菱鎂(mei)石(shi)作原料，碳酸鎂(mei)分(fen)解產生CO2氣體，由于有大量氣體從爐內排出影響著電(dian)熔(rong)(rong)過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔氧化鎂(mei)的結晶帶的形成均有不利影響，由于大量塵料飛(fei)損(sun)，使(shi)物料損(sun)耗和能量消耗增高(gao)，也惡化了車間(jian)生(sheng)產環(huan)境。但由于優質菱鎂(mei)礦石容易獲得，價格很低廉(lian)，所(suo)以，仍是我國電熔氧化鎂(mei)用得最多最廣泛的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)中氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)含量高(gao)低(di)和化學成分直(zhi)接(jie)(jie)影響(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質量，同時在電(dian)熔(rong)過程(cheng)中也直(zhi)接(jie)(jie)影響(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)得到(dao)的(de)品級比例，因此，為(wei)了保證電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質量和品級比例，必須(xu)對各種(zhong)礦石(shi)進(jin)行適當(dang)的(de)配比后(hou)進(jin)行熔(rong)煉。

②水(shui)(shui)鎂石(shi)。我(wo)國的(de)遼寧(ning)省水(shui)(shui)鎂石(shi)的(de)礦源非常豐(feng)富，水(shui)(shui)鎂石(shi)中氧化鎂含量高于菱鎂礦石(shi)。它也是一種制(zhi)造電(dian)熔凝氧化鎂的(de)原(yuan)料，部分(fen)(fen)地區水(shui)(shui)鎂石(shi)的(de)化學成分(fen)(fen)見表2。

表2水鎂(mei)石(shi)的化學成分(fen)/%

③輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂。以輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂作為電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂原料，可以使生產環境(jing)得到改善，可以降(jiang)低運輸費用(yong)。由于電熔(rong)時排出氣體少(shao)，成(cheng)分也較均勻，對(dui)提高電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂質量有(you)利。

我國有(you)一些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)以輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)制成(cheng)(cheng)球料(liao)(liao)入爐(lu)(lu)電(dian)熔(rong)。輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)含量達到98%，以此料(liao)(liao)能生(sheng)產(chan)出白色大結晶電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。但(dan)由于成(cheng)(cheng)球費用(yong)高，影響生(sheng)產(chan)成(cheng)(cheng)本。目前(qian)，有(you)的(de)廠(chang)家采用(yong)反(fan)射爐(lu)(lu)輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，以一定(ding)的(de)粒度加入熔(rong)爐(lu)(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量比(bi)用(yong)菱鎂(mei)礦石好，成(cheng)(cheng)本又比(bi)用(yong)球料(liao)(liao)作原料(liao)(liao)時便宜(yi)，因(yin)而得(de)到了一定(ding)的(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)砂。為(wei)(wei)了(le)某些電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)的特(te)殊要求，有時必(bi)須在電(dian)熔(rong)過程中采用(yong)燒(shao)結鎂(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)料，如采用(yong)海(hai)水鎂(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)料，一般首先利用(yong)處理海(hai)水和(he)石灰(hui)乳作(zuo)用(yong)生產氫氧化(hua)鎂(mei)，將氫氧化(hua)鎂(mei)煅燒(shao)成(cheng)輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)。用(yong)其他方法也(ye)(ye)可以制得輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(詳見工業(ye)氧化(hua)鎂(mei)的制取方法)，采用(yong)輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原(yuan)料生產電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特(te)爾(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)，極少(shao)量(liang)(liang)的雜(za)質(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)(ye)屬(shu)于晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)的雜(za)質(zhi)，可明顯影(ying)響晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)的長大(da)。因為(wei)(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的作(zuo)用(yong)在于增加晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)運動(dong)所需的能量(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)能量(liang)(liang)降低，其降低量(liang)(liang)與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積成(cheng)正比，所以必(bi)須提高晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)能，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)才能離開第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動(dong)。并且(qie)當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積相(xiang)(xiang)(xiang)等的晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)必(bi)須變形，第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)長大(da)的極限尺寸愈小(xiao)。

另一(yi)方(fang)面為(wei)了(le)降(jiang)低電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂的顯氣孔率，也(ye)應盡(jin)量(liang)減少原料氧(yang)化鎂的氣體排(pai)出，因此，采(cai)用(yong)燒結鎂砂(sha)電(dian)熔(rong)有其顯著優(you)點(dian)。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶的化(hua)學原(yuan)料質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)分(fen)子(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)力學本性(xing)如離子(zi)(zi)(zi)半徑(jing)的(de)尺(chi)寸(cun)(cun)，離子(zi)(zi)(zi)的(de)電位(wei)數值，離子(zi)(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)(zi)外層結構等(deng)相關聯。而氧化(hua)鎂的(de)離子(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)(cun)、質量和(he)(he)電荷、陽離子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)陰(yin)離子(zi)(zi)(zi)之(zhi)間的(de)結合特性(xing)和(he)(he)強度、離子(zi)(zi)(zi)的(de)極化(hua)作用(yong)、結晶構造等(deng)決定它是一高(gao)熔(rong)點化(hua)合物。

氧化鎂的熔點和結構(gou)(gou)參數(shu)：陽離子半徑(jing)0.074mm;陰離子半徑(jing)0.53mm;結構(gou)(gou)類型NaCl;配(pei)位(wei)數(shu)6;有效配(pei)位(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)(de)(de)(de)最重要過(guo)(guo)程(cheng)是(shi)由各(ge)種鎂(mei)(mei)質(zhi)原料(liao)，通過(guo)(guo)各(ge)種形(xing)式的(de)(de)(de)(de)加熱(re)方法產(chan)生高溫使鎂(mei)(mei)質(zhi)材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)體(ti)。要使氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)融(rong)，必須消耗大量的(de)(de)(de)(de)熱(re)能(neng)，以克服離子間的(de)(de)(de)(de)引力(li)。通過(guo)(guo)強(qiang)大電(dian)弧產(chan)生高溫而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)方法叫做電(dian)弧熔(rong)(rong)融(rong)法。這(zhe)個融(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)一般包括熱(re)的(de)(de)(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)、析(xi)晶、晶體(ti)長大等一系列物(wu)理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)。

①脫水過程。用水鎂(mei)石作(zuo)原料有一脫水過程。水鎂(mei)石的主要成分(fen)是氫氧(yang)化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程(cheng)。用(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)作為原料時有一個脫碳(tan)過程(cheng)，脫碳(tan)過程(cheng)包括兩個方面(mian)。一方面(mian)是菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)的熱分解，菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)的主要成(cheng)分是碳(tan)酸(suan)鎂(mei)(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于在電(dian)熔過程中(zhong)往往在原料(liao)氧化鎂中(zhong)加入石(shi)墨(mo)粉(fen)(fen)末添加物(助(zhu)劑)，在電(dian)熔爐(lu)起(qi)動過程中(zhong)需在三電(dian)極(石(shi)墨(mo)電(dian)極)的下端用石(shi)墨(mo)粉(fen)(fen)末鋪成三角形或星(xing)形導線路，在通電(dian)過程中(zhong)受熱燒損或完(wan)全燃燒除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)程。熔(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)程即氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離子(zi)和氧(yang)離子(zi)在強電弧產生(sheng)的熱(re)能(neng)(neng)作(zuo)用下，克(ke)服單(dan)晶體中的晶格能(neng)(neng)的束縛，變成能(neng)(neng)自由(you)運動的過(guo)(guo)程。也就是說，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)到一定溫(wen)度(熔(rong)點)就會由(you)固體變成液體，叫(jiao)熔(rong)化(hua)(hua)。在這一過(guo)(guo)程中需消(xiao)耗(hao)(hao)大量(liang)的電能(neng)(neng)。據(ju)電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)產者對用水鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料(liao)生(sheng)產電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的熱(re)平(ping)衡的衡算，熱(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的比例如下：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶體生(sheng)成熱(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值34.9%，渣(zha)皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)值15.3%，散(san)砂生(sheng)成熱(re)耗(hao)(hao)值3.0%，冷(leng)卻水耗(hao)(hao)熱(re)值8.4%，冷(leng)卻爐(lu)殼的水耗(hao)(hao)熱(re)值7.9%，爐(lu)子(zi)表面散(san)熱(re)值6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)值28.8%。電能(neng)(neng)損失(shi)值3.2%，從這些(xie)統計數據(ju)可以看出，在電熔(rong)