電(dian)弧(hu)熔爐(lu)生產電(dian)熔氧化(hua)鎂的工藝(yi)流程主要(yao)包括：原(yuan)料配料、電(dian)弧(hu)熔融、破碎、選別、粉(fen)碎、篩別、磁(ci)選、分(fen)類包裝(zhuang)等。

(1)原料

我國(guo)有(you)豐富的(de)優質菱鎂(mei)礦(kuang)石，氧化鎂(mei)含量高(gao)，又易于(yu)開采(cai)(cai)，因此(ci)，被廣泛用作電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)的(de)原(yuan)料(liao)。采(cai)(cai)用菱鎂(mei)石作原(yuan)料(liao)，碳酸(suan)鎂(mei)分(fen)解產生CO2氣體(ti)，由于(yu)有(you)大量氣體(ti)從爐(lu)內排(pai)出影響著電(dian)熔(rong)過程的(de)進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)結晶(jing)帶的(de)(de)形成均有(you)不利影(ying)響(xiang)，由(you)于大量塵料(liao)飛損，使(shi)物料(liao)損耗和(he)能量消耗增高，也惡(e)化(hua)了車間生產環(huan)境。但由(you)于優質(zhi)菱鎂(mei)礦石容(rong)易獲得，價格很低廉(lian)，所以，仍是我國電熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂(mei)用得最(zui)(zui)多最(zui)(zui)廣(guang)泛的(de)(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石中(zhong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)含量(liang)(liang)高(gao)低和化學成分(fen)直(zhi)接影響到電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)，同時在電熔過程中(zhong)也直(zhi)接影響到電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)得到的(de)品級(ji)比(bi)例(li)，因此，為了保證電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)和品級(ji)比(bi)例(li)，必須對各種礦(kuang)石進(jin)行適當的(de)配比(bi)后進(jin)行熔煉。

②水鎂石(shi)。我(wo)國的(de)(de)遼寧省水鎂石(shi)的(de)(de)礦(kuang)源非(fei)常(chang)豐富，水鎂石(shi)中氧化鎂含量高于菱鎂礦(kuang)石(shi)。它也是一(yi)種制造電熔(rong)凝氧化鎂的(de)(de)原料(liao)，部分(fen)地區(qu)水鎂石(shi)的(de)(de)化學(xue)成分(fen)見表(biao)2。

表2水鎂(mei)石(shi)的化學成分/%

③輕(qing)燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)。以(yi)輕(qing)燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)作為(wei)電熔氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)原(yuan)料，可以(yi)使生產環境(jing)得到改善，可以(yi)降低運輸費用。由于(yu)電熔時(shi)排(pai)出氣體少，成分也較均(jun)勻，對(dui)提高(gao)電熔氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)質(zhi)量有利。

我國有一些電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)以輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)球(qiu)料(liao)(liao)入(ru)爐(lu)電(dian)熔。輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)(liang)達(da)到98%，以此(ci)料(liao)(liao)能生(sheng)產出白色大結晶電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)費用高，影響(xiang)生(sheng)產成(cheng)本(ben)。目前，有的(de)廠家采用反射爐(lu)輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，以一定的(de)粒度加入(ru)熔爐(lu)電(dian)熔，電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)(liang)比(bi)(bi)用菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石好，成(cheng)本(ben)又比(bi)(bi)用球(qiu)料(liao)(liao)作原料(liao)(liao)時便宜(yi)，因而得到了一定的(de)推廣。

④燒結鎂(mei)砂(sha)。為了某些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)特殊要求(qiu)，有時(shi)必(bi)(bi)須在電(dian)熔(rong)(rong)過程中采(cai)用(yong)(yong)燒結鎂(mei)砂(sha)作(zuo)為電(dian)熔(rong)(rong)原料，如采(cai)用(yong)(yong)海水鎂(mei)砂(sha)作(zuo)為電(dian)熔(rong)(rong)原料，一般首先利(li)用(yong)(yong)處理海水和石灰(hui)乳作(zuo)用(yong)(yong)生(sheng)(sheng)產氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)，將(jiang)氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)煅燒成輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)其他方法(fa)也(ye)可以制得輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(詳見工(gong)業(ye)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)制取方法(fa))，采(cai)用(yong)(yong)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)作(zuo)為原料生(sheng)(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(er)(Ruttere)等研(yan)究(jiu)認(ren)為，極(ji)少量的(de)(de)雜質氣體(相(xiang))也(ye)屬于晶體的(de)(de)雜質，可明顯影響晶粒(li)的(de)(de)長大。因為雜質相(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)在于增(zeng)加晶界(jie)(jie)運動所需的(de)(de)能(neng)(neng)量。當晶界(jie)(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇(yu)時(shi)，晶體能(neng)(neng)量降(jiang)低，其降(jiang)低量與(yu)第(di)二(er)相(xiang)橫(heng)截(jie)面(mian)積成正比，所以必(bi)(bi)須提高晶界(jie)(jie)能(neng)(neng)，晶界(jie)(jie)才能(neng)(neng)離開(kai)第(di)二(er)相(xiang)繼續運動。并且當晶界(jie)(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇(yu)時(shi)，與(yu)第(di)二(er)相(xiang)橫(heng)截(jie)面(mian)積相(xiang)等的(de)(de)晶界(jie)(jie)必(bi)(bi)須變形，第(di)二(er)相(xiang)數量愈多，晶粒(li)長大的(de)(de)極(ji)限尺寸愈小(xiao)。

另一方面(mian)為了降低電熔凝氧化(hua)鎂的顯氣(qi)(qi)孔(kong)率(lv)，也應盡量(liang)減少原料氧化(hua)鎂的氣(qi)(qi)體排出(chu)，因此(ci)，采用燒結鎂砂電熔有其(qi)顯著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是同原子(zi)和分子(zi)的(de)(de)(de)量子(zi)力學(xue)本性(xing)如離(li)(li)子(zi)半徑的(de)(de)(de)尺(chi)寸，離(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)電(dian)位數值，離(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)外層結(jie)(jie)構等相關聯。而氧化鎂的(de)(de)(de)離(li)(li)子(zi)尺(chi)寸、質量和電(dian)荷、陽(yang)離(li)(li)子(zi)和陰(yin)離(li)(li)子(zi)之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)結(jie)(jie)合特(te)性(xing)和強度、離(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)極化作用、結(jie)(jie)晶構造等決(jue)定它是一高(gao)熔點化合物。

氧化鎂(mei)的熔點和(he)結構參數(shu)(shu)(shu)：陽離(li)子半徑(jing)0.074mm;陰離(li)子半徑(jing)0.53mm;結構類(lei)型NaCl;配(pei)位數(shu)(shu)(shu)6;有效(xiao)配(pei)位數(shu)(shu)(shu)8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制(zhi)造的(de)(de)(de)(de)最重要過(guo)程是由各(ge)種鎂(mei)(mei)(mei)質(zhi)原(yuan)料(liao)，通(tong)過(guo)各(ge)種形式的(de)(de)(de)(de)加熱(re)方法產生(sheng)高溫使鎂(mei)(mei)(mei)質(zhi)材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)(rong)(rong)體(ti)(ti)。要使氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)(rong)(rong)融，必須(xu)消耗大量的(de)(de)(de)(de)熱(re)能，以克(ke)服離(li)子間的(de)(de)(de)(de)引力。通(tong)過(guo)強大電(dian)弧產生(sheng)高溫而熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)方法叫做電(dian)弧熔(rong)(rong)(rong)(rong)融法。這個融化(hua)(hua)過(guo)程一般包(bao)括熱(re)的(de)(de)(de)(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)(ti)長大等一系列物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)過(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)。用水(shui)鎂石作原料有一(yi)脫(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)。水(shui)鎂石的主(zhu)要成分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)作為原料(liao)時有一個脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)包括(kuo)兩個方(fang)面。一方(fang)面是(shi)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)石的熱分(fen)解，菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)石的主要(yao)成分(fen)是(shi)碳(tan)酸(suan)鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于在電(dian)(dian)熔過程中往往在原料氧化鎂中加(jia)入石墨(mo)(mo)粉末(mo)添(tian)加(jia)物(助劑)，在電(dian)(dian)熔爐起(qi)動過程中需在三電(dian)(dian)極(ji)(石墨(mo)(mo)電(dian)(dian)極(ji))的下端用石墨(mo)(mo)粉末(mo)鋪成(cheng)三角形或星形導線(xian)路，在通(tong)電(dian)(dian)過程中受熱燒(shao)損或完全燃燒(shao)除去石墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過程。熔(rong)化(hua)過程即氧化(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子(zi)和氧離子(zi)在強電(dian)(dian)弧產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)能(neng)作用下，克服單晶體中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)束(shu)縛，變(bian)成能(neng)自由(you)運動(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)過程。也(ye)就是說，氧化(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)到一定溫度(熔(rong)點)就會由(you)固體變(bian)成液體，叫熔(rong)化(hua)。在這一過程中(zhong)需消耗(hao)(hao)(hao)大(da)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)鎂(mei)生(sheng)產(chan)者對用水鎂(mei)石作原料生(sheng)產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)平(ping)衡(heng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)消耗(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)比例(li)如下：氧化(hua)鎂(mei)晶體生(sheng)成熱(re)(re)消耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成熱(re)(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表面散熱(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據(ju)可以看出，在電(dian)(dian)熔(rong)