電(dian)(dian)弧(hu)熔(rong)(rong)爐生產電(dian)(dian)熔(rong)(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)(rong)融、破碎(sui)、選(xuan)別、粉碎(sui)、篩別、磁(ci)選(xuan)、分類(lei)包裝等。

(1)原料

我(wo)國有豐富的(de)優質菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)，氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量高，又(you)易于開采(cai)，因此，被廣泛用作(zuo)電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原(yuan)料。采(cai)用菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)石(shi)作(zuo)原(yuan)料，碳酸鎂(mei)(mei)分(fen)解(jie)產生CO2氣體(ti)，由于有大量氣體(ti)從爐內排出影響著電(dian)熔(rong)過程的(de)進(jin)行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)鎂的結晶帶(dai)的形成均有不利影響，由于(yu)大量塵料飛損，使物料損耗和能量消耗增高，也惡化(hua)了車間生產環(huan)境(jing)。但由于(yu)優(you)質菱(ling)鎂礦石容(rong)易獲得，價格很低廉，所以，仍是(shi)我(wo)國電熔氧化(hua)鎂用得最多(duo)最廣泛的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)中(zhong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)含量(liang)高低和化(hua)(hua)學(xue)成分直(zhi)接影(ying)(ying)響(xiang)到電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量(liang)，同時在電熔(rong)(rong)(rong)過程中(zhong)也直(zhi)接影(ying)(ying)響(xiang)到電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)得(de)到的(de)(de)品級(ji)比(bi)例，因(yin)此(ci)，為(wei)了(le)保(bao)證(zheng)電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量(liang)和品級(ji)比(bi)例，必須對各種礦石(shi)進(jin)行適當(dang)的(de)(de)配(pei)比(bi)后進(jin)行熔(rong)(rong)(rong)煉。

②水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)。我國(guo)的遼寧省水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)的礦源非常(chang)豐富，水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)中氧(yang)化鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦石(shi)。它也(ye)是(shi)一(yi)種(zhong)制造電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的原料(liao)，部分地區水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)的化學成分見(jian)表2。

表(biao)2水鎂石的(de)化學(xue)成(cheng)分/%

③輕(qing)燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)。以輕(qing)燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)作(zuo)為電(dian)(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)原料，可(ke)以使生產環境得到改善，可(ke)以降低運(yun)輸費用。由于電(dian)(dian)熔時排出氣體少，成(cheng)分也較均勻，對提高(gao)電(dian)(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)質量有利。

我國(guo)有一些(xie)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂以輕燒氧化(hua)(hua)(hua)鎂制成(cheng)(cheng)(cheng)球料(liao)入爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)。輕燒氧化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)氧化(hua)(hua)(hua)鎂含量達到98%，以此(ci)料(liao)能生產出白色大結晶電(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)氧化(hua)(hua)(hua)鎂。但由于成(cheng)(cheng)(cheng)球費(fei)用高，影響生產成(cheng)(cheng)(cheng)本。目前，有的(de)(de)廠(chang)家采(cai)用反(fan)射爐(lu)輕燒氧化(hua)(hua)(hua)鎂，以一定(ding)的(de)(de)粒度加入熔(rong)(rong)(rong)(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)氧化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)質量比用菱鎂礦石好，成(cheng)(cheng)(cheng)本又比用球料(liao)作(zuo)原料(liao)時便宜，因而(er)得到了(le)一定(ding)的(de)(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)了某些電熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的特殊要求(qiu)，有(you)時必(bi)須在電熔過(guo)程中采用(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作為(wei)電熔原料，如(ru)采用(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作為(wei)電熔原料，一般首先利用(yong)處理海水(shui)和石灰乳作用(yong)生產氫(qing)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成輕(qing)(qing)(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)其他方法(fa)(fa)也可以(yi)制得輕(qing)(qing)(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳(xiang)見工(gong)業(ye)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的制取方法(fa)(fa))，采用(yong)輕(qing)(qing)(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作為(wei)原料生產電熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)研究認(ren)為(wei)，極少量(liang)的雜質氣體(相(xiang)(xiang))也屬于晶體的雜質，可明顯影響晶粒的長大(da)。因為(wei)雜質相(xiang)(xiang)的作用(yong)在于增(zeng)加(jia)晶界運動所(suo)需的能(neng)(neng)量(liang)。當晶界與(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶體能(neng)(neng)量(liang)降(jiang)低(di)，其降(jiang)低(di)量(liang)與(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截面積(ji)(ji)成正比，所(suo)以(yi)必(bi)須提(ti)高晶界能(neng)(neng)，晶界才能(neng)(neng)離(li)開第二(er)相(xiang)(xiang)繼續(xu)運動。并且(qie)當晶界與(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截面積(ji)(ji)相(xiang)(xiang)等(deng)的晶界必(bi)須變形，第二(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶粒長大(da)的極限尺寸愈小。

另(ling)一(yi)方面為了降低電(dian)熔凝(ning)氧化鎂(mei)的(de)(de)顯氣孔率(lv)，也(ye)應(ying)盡量減少原料氧化鎂(mei)的(de)(de)氣體排出，因(yin)此，采(cai)用(yong)燒結鎂(mei)砂(sha)電(dian)熔有其顯著優(you)點。

⑤電熔(rong)氧(yang)化鎂單晶(jing)的化學(xue)原料(liao)質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是同原子(zi)和分子(zi)的(de)量子(zi)力學本性如離(li)(li)子(zi)半徑的(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)的(de)電(dian)位數值(zhi)，離(li)(li)子(zi)的(de)電(dian)子(zi)外(wai)層結構等相關聯。而氧化(hua)鎂的(de)離(li)(li)子(zi)尺寸、質量和電(dian)荷、陽離(li)(li)子(zi)和陰(yin)離(li)(li)子(zi)之(zhi)間的(de)結合特性和強度、離(li)(li)子(zi)的(de)極化(hua)作用、結晶構造等決定它是一(yi)高熔點化(hua)合物。

氧(yang)化鎂的熔(rong)點和結(jie)構參數：陽離(li)子半徑(jing)0.074mm;陰(yin)離(li)子半徑(jing)0.53mm;結(jie)構類(lei)型(xing)NaCl;配位數6;有(you)效配位數8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)(de)最重要過(guo)(guo)(guo)程是由各(ge)(ge)種鎂(mei)(mei)質原料，通(tong)過(guo)(guo)(guo)各(ge)(ge)種形式的(de)(de)加(jia)熱方法產生高溫使(shi)鎂(mei)(mei)質材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)，變(bian)成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)體。要使(shi)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)融(rong)，必須消耗大量的(de)(de)熱能，以克服離子間的(de)(de)引力。通(tong)過(guo)(guo)(guo)強大電弧產生高溫而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)方法叫做電弧熔(rong)(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)程一(yi)般包(bao)括熱的(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體長大等一(yi)系(xi)列物理(li)化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)變(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)(guo)(guo)程。

①脫水過(guo)程(cheng)(cheng)。用水鎂石作原料有一(yi)脫水過(guo)程(cheng)(cheng)。水鎂石的主要成(cheng)分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水過(guo)程(cheng)(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程。用菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)作為原(yuan)料時有一個脫碳過程，脫碳過程包括兩(liang)個方(fang)面(mian)。一方(fang)面(mian)是(shi)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)的熱分解，菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)的主要成分是(shi)碳酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電(dian)熔(rong)過程(cheng)中(zhong)往往在(zai)原料氧化鎂中(zhong)加入石(shi)(shi)墨(mo)粉末添加物(wu)(助劑)，在(zai)電(dian)熔(rong)爐起動過程(cheng)中(zhong)需在(zai)三(san)電(dian)極(石(shi)(shi)墨(mo)電(dian)極)的下端用石(shi)(shi)墨(mo)粉末鋪成三(san)角(jiao)形或(huo)星形導線(xian)路，在(zai)通電(dian)過程(cheng)中(zhong)受熱燒(shao)損或(huo)完全燃燒(shao)除去石(shi)(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過程。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過程即氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離(li)子(zi)(zi)和氧離(li)子(zi)(zi)在強電弧(hu)產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)熱(re)能作(zuo)用下，克(ke)服單晶(jing)體(ti)(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)晶(jing)格能的(de)(de)(de)(de)束縛，變(bian)成(cheng)能自由運動的(de)(de)(de)(de)過程。也就(jiu)是(shi)說，氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加(jia)熱(re)到一(yi)定溫度(du)(熔(rong)(rong)(rong)點(dian))就(jiu)會由固體(ti)(ti)變(bian)成(cheng)液體(ti)(ti)，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)。在這一(yi)過程中(zhong)需消(xiao)耗(hao)大(da)量的(de)(de)(de)(de)電能。據電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)者對用水鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料生(sheng)(sheng)產(chan)電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)熱(re)平衡的(de)(de)(de)(de)衡算，熱(re)消(xiao)耗(hao)的(de)(de)(de)(de)比例如(ru)下：氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)體(ti)(ti)生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐(lu)殼(ke)的(de)(de)(de)(de)水耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)(zi)表面散熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣(qi)帶走(zou)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電能損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數(shu)據可以(yi)看出(chu)，在電熔(rong)(rong)(rong)