電(dian)(dian)(dian)弧(hu)熔爐生產電(dian)(dian)(dian)熔氧化鎂的工藝(yi)流程主要(yao)包括：原料(liao)配料(liao)、電(dian)(dian)(dian)弧(hu)熔融、破碎(sui)、選別(bie)、粉碎(sui)、篩別(bie)、磁選、分類包裝等。

(1)原料

我國(guo)有豐富的(de)優質(zhi)菱鎂(mei)礦石，氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量(liang)高，又易于開采，因此(ci)，被廣泛(fan)用(yong)作(zuo)電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)原料。采用(yong)菱鎂(mei)石作(zuo)原料，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣體，由(you)于有大量(liang)氣體從爐內排(pai)出影響著電熔過程的(de)進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔氧(yang)化(hua)鎂的結晶帶的形成均有不利影響，由于大量塵(chen)料飛損，使物料損耗和能量消(xiao)耗增(zeng)高(gao)，也(ye)惡(e)化(hua)了車間生產(chan)環境(jing)。但由于優質菱(ling)鎂礦石容(rong)易(yi)獲得(de)(de)，價格很低廉，所(suo)以(yi)，仍是我(wo)國電熔氧(yang)化(hua)鎂用得(de)(de)最多最廣泛(fan)的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石中(zhong)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)含量(liang)高低和化學(xue)成(cheng)分直接影(ying)響到(dao)電(dian)熔凝氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)量(liang)，同(tong)時(shi)在電(dian)熔過程中(zhong)也直接影(ying)響到(dao)電(dian)熔凝氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)得到(dao)的(de)品級(ji)比例(li)，因此，為了(le)保證電(dian)熔凝氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)量(liang)和品級(ji)比例(li)，必須(xu)對各(ge)種礦(kuang)石進(jin)行適當的(de)配比后進(jin)行熔煉。

②水鎂(mei)石(shi)(shi)。我國的(de)(de)遼寧省水鎂(mei)石(shi)(shi)的(de)(de)礦(kuang)源(yuan)非常豐富，水鎂(mei)石(shi)(shi)中(zhong)氧化(hua)鎂(mei)含(han)量高于菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)。它也(ye)是一(yi)種制造電熔凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)原料，部分(fen)地(di)區水鎂(mei)石(shi)(shi)的(de)(de)化(hua)學(xue)成分(fen)見表2。

表2水鎂石的(de)化(hua)學成分(fen)/%

③輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂。以輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂作(zuo)為電(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂原料(liao)，可(ke)以使生(sheng)產(chan)環境(jing)得到改善，可(ke)以降低運輸費用。由于(yu)電(dian)熔時(shi)排(pai)出氣體少，成分(fen)也較均勻，對提高電(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂質(zhi)量有利。

我國有一(yi)些電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)以(yi)輕(qing)燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)制成(cheng)球料(liao)(liao)入(ru)爐電熔(rong)(rong)(rong)。輕(qing)燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)含量達到98%，以(yi)此料(liao)(liao)能生產出白色大結(jie)晶電熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)。但(dan)由于(yu)成(cheng)球費用(yong)高，影響生產成(cheng)本。目前(qian)，有的(de)(de)廠家采用(yong)反(fan)射爐輕(qing)燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)，以(yi)一(yi)定(ding)的(de)(de)粒度加入(ru)熔(rong)(rong)(rong)爐電熔(rong)(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量比用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)好，成(cheng)本又比用(yong)球料(liao)(liao)作原料(liao)(liao)時便宜，因而得到了一(yi)定(ding)的(de)(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了某些電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的特殊要求，有時必(bi)(bi)須在電(dian)熔(rong)過程中(zhong)采用(yong)(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)電(dian)熔(rong)原料，如采用(yong)(yong)(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)電(dian)熔(rong)原料，一般(ban)首(shou)先利用(yong)(yong)(yong)處理海水(shui)和石(shi)灰乳作用(yong)(yong)(yong)生產氫(qing)(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，將氫(qing)(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)(yong)其他方法也可以制得輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(詳見(jian)工(gong)業氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的制取方法)，采用(yong)(yong)(yong)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作為(wei)原料生產電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極少量(liang)的雜質(zhi)氣體(ti)(相(xiang))也屬于(yu)晶(jing)(jing)(jing)體(ti)的雜質(zhi)，可明顯影響(xiang)晶(jing)(jing)(jing)粒的長大。因為(wei)雜質(zhi)相(xiang)的作用(yong)(yong)(yong)在于(yu)增加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)運(yun)動所需的能(neng)量(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與第二(er)相(xiang)相(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)體(ti)能(neng)量(liang)降低，其降低量(liang)與第二(er)相(xiang)橫截面積(ji)成正比，所以必(bi)(bi)須提高(gao)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)才能(neng)離開第二(er)相(xiang)繼續運(yun)動。并且當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與第二(er)相(xiang)相(xiang)遇時，與第二(er)相(xiang)橫截面積(ji)相(xiang)等的晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)必(bi)(bi)須變(bian)形，第二(er)相(xiang)數(shu)量(liang)愈多(duo)，晶(jing)(jing)(jing)粒長大的極限尺寸愈小。

另一(yi)方面為了降(jiang)低電熔(rong)凝氧(yang)化鎂的顯氣(qi)孔率，也應盡量減(jian)少原料氧(yang)化鎂的氣(qi)體(ti)排出，因(yin)此，采(cai)用燒結鎂砂(sha)電熔(rong)有其顯著優(you)點(dian)。

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)(te)性是同原子(zi)(zi)(zi)和分子(zi)(zi)(zi)的(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)力學本性如離(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺寸，離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)位(wei)數值，離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)外層結構等相(xiang)關(guan)聯(lian)。而氧化(hua)(hua)鎂的(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)尺寸、質量(liang)和電(dian)荷、陽(yang)離(li)子(zi)(zi)(zi)和陰離(li)子(zi)(zi)(zi)之間的(de)結合特(te)(te)性和強度、離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)極化(hua)(hua)作用、結晶(jing)構造等決定它(ta)是一高熔點化(hua)(hua)合物。

氧化鎂(mei)的熔點(dian)和結構(gou)(gou)參(can)數：陽(yang)離(li)子(zi)半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離(li)子(zi)半(ban)徑(jing)0.53mm;結構(gou)(gou)類型NaCl;配位(wei)數6;有效配位(wei)數8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制造的最重要過程(cheng)是由各種鎂(mei)質原料(liao)，通過各種形式的加熱(re)(re)(re)方法(fa)產生高溫使(shi)鎂(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)，變(bian)成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體(ti)。要使(shi)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融(rong)，必須消(xiao)耗(hao)大(da)(da)量的熱(re)(re)(re)能，以克服(fu)離子間的引力。通過強(qiang)大(da)(da)電弧產生高溫而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的方法(fa)叫做電弧熔(rong)(rong)融(rong)法(fa)。這個融(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)一(yi)般包括熱(re)(re)(re)的傳(chuan)導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)長大(da)(da)等一(yi)系列物理化(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)的過程(cheng)。

①脫(tuo)(tuo)水(shui)(shui)(shui)(shui)過(guo)程。用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)鎂石作原料(liao)有一脫(tuo)(tuo)水(shui)(shui)(shui)(shui)過(guo)程。水(shui)(shui)(shui)(shui)鎂石的主要成(cheng)分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)(tuo)水(shui)(shui)(shui)(shui)過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過(guo)(guo)程(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)礦作(zuo)為原料(liao)時有一(yi)個(ge)脫(tuo)碳過(guo)(guo)程(cheng)，脫(tuo)碳過(guo)(guo)程(cheng)包括兩個(ge)方(fang)面。一(yi)方(fang)面是菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)的熱分(fen)解，菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)的主(zhu)要成分(fen)是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于在(zai)(zai)電熔過(guo)程(cheng)(cheng)中往往在(zai)(zai)原料氧化(hua)鎂(mei)中加入石墨粉(fen)末添加物(助劑)，在(zai)(zai)電熔爐起動過(guo)程(cheng)(cheng)中需(xu)在(zai)(zai)三(san)(san)電極(石墨電極)的下(xia)端用石墨粉(fen)末鋪成三(san)(san)角形或星形導線路，在(zai)(zai)通(tong)電過(guo)程(cheng)(cheng)中受熱燒損或完全燃燒除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)(mei)離子和氧(yang)(yang)離子在強電弧產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)能(neng)(neng)作用下(xia)，克(ke)服單晶(jing)體(ti)中的(de)(de)晶(jing)格(ge)能(neng)(neng)的(de)(de)束縛(fu)，變(bian)成(cheng)能(neng)(neng)自由(you)運動的(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)。也就是說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)加熱(re)(re)到一定溫度(熔(rong)點)就會由(you)固體(ti)變(bian)成(cheng)液(ye)體(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)。在這一過(guo)程(cheng)(cheng)中需消耗(hao)(hao)大量的(de)(de)電能(neng)(neng)。據(ju)電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)者(zhe)對用水鎂(mei)(mei)(mei)石作原料生(sheng)(sheng)產(chan)電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)消耗(hao)(hao)的(de)(de)比(bi)例如(ru)下(xia)：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)晶(jing)體(ti)生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)消耗(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐殼(ke)的(de)(de)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶(dai)走(zou)熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電能(neng)(neng)損失值(zhi)3.2%，從這些統計數(shu)據(ju)可(ke)以(yi)看(kan)出，在電熔(rong)