電(dian)(dian)弧熔爐生產(chan)電(dian)(dian)熔氧化鎂的工(gong)藝流程主要(yao)包括：原料配料、電(dian)(dian)弧熔融、破碎、選(xuan)別、粉(fen)碎、篩別、磁(ci)選(xuan)、分類包裝等。

(1)原料

我國有豐(feng)富(fu)的優質菱(ling)鎂(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)含量(liang)高(gao)，又易于開采(cai)，因此(ci)，被(bei)廣泛用作(zuo)電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)的原(yuan)料。采(cai)用菱(ling)鎂(mei)石作(zuo)原(yuan)料，碳酸鎂(mei)分解產生(sheng)CO2氣(qi)體(ti)，由于有大量(liang)氣(qi)體(ti)從(cong)爐內排出影響著電(dian)熔(rong)過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂的(de)結晶帶的(de)形成均有(you)不利影響(xiang)，由(you)于(yu)(yu)大(da)量塵(chen)料(liao)飛損(sun)，使物料(liao)損(sun)耗和(he)能(neng)量消耗增高，也惡化(hua)了車間(jian)生(sheng)產環(huan)境。但由(you)于(yu)(yu)優質菱鎂礦石容易獲得，價格很低廉，所以(yi)，仍是我(wo)國電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂用(yong)得最(zui)(zui)多最(zui)(zui)廣泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石中氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的含量(liang)高(gao)低(di)和(he)(he)化學成(cheng)分直接(jie)影響(xiang)到電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的質量(liang)，同時(shi)在電(dian)熔(rong)(rong)過程(cheng)中也(ye)直接(jie)影響(xiang)到電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)得到的品級比(bi)例(li)，因此，為(wei)了保證電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的質量(liang)和(he)(he)品級比(bi)例(li)，必須對各種礦石進(jin)行(xing)適當(dang)的配比(bi)后進(jin)行(xing)熔(rong)(rong)煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石。我國的遼(liao)寧省水(shui)鎂(mei)(mei)石的礦源非常(chang)豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)石中氧化鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦石。它(ta)也是一種制造電熔凝氧化鎂(mei)(mei)的原料，部分地區水(shui)鎂(mei)(mei)石的化學成分見表(biao)2。

表2水鎂石的化學成(cheng)分/%

③輕(qing)燒(shao)氧化鎂。以(yi)輕(qing)燒(shao)氧化鎂作為電(dian)熔(rong)氧化鎂原料，可以(yi)使生(sheng)產環境得到改善，可以(yi)降低運輸費用。由于電(dian)熔(rong)時排出氣體少，成分也(ye)較(jiao)均勻(yun)，對提(ti)高電(dian)熔(rong)氧化鎂質量有利。

我國有(you)一(yi)(yi)些(xie)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)以輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)制成(cheng)球料入爐電(dian)(dian)熔(rong)。輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)含量達到98%，以此料能(neng)生產出白色大結晶電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。但由于(yu)成(cheng)球費用高，影響生產成(cheng)本。目前，有(you)的廠(chang)家采用反射(she)爐輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，以一(yi)(yi)定的粒度加(jia)入熔(rong)爐電(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的質量比(bi)用菱鎂(mei)礦(kuang)石好(hao)，成(cheng)本又比(bi)用球料作原(yuan)料時便宜，因而(er)得到了一(yi)(yi)定的推廣。

④燒結(jie)鎂(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)(wei)(wei)了某些(xie)電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)特殊要求，有(you)時必須(xu)(xu)在(zai)電(dian)熔過(guo)程中采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)燒結(jie)鎂(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)(wei)電(dian)熔原(yuan)(yuan)料(liao)(liao)，如(ru)采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)海水鎂(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)(wei)電(dian)熔原(yuan)(yuan)料(liao)(liao)，一般(ban)首先(xian)利用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)處理海水和(he)石灰(hui)乳(ru)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)生(sheng)產(chan)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)煅(duan)燒成輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)其他方(fang)法也(ye)可以制得輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(詳見(jian)工(gong)業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)制取(qu)方(fang)法)，采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)(wei)原(yuan)(yuan)料(liao)(liao)生(sheng)產(chan)電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)(wei)(wei)，極(ji)少(shao)量的(de)雜(za)質氣體(ti)(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于(yu)(yu)晶(jing)體(ti)的(de)雜(za)質，可明(ming)顯(xian)影響(xiang)晶(jing)粒(li)的(de)長大。因為(wei)(wei)(wei)(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)在(zai)于(yu)(yu)增加(jia)晶(jing)界(jie)運動所需的(de)能(neng)量。當晶(jing)界(jie)與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)體(ti)能(neng)量降低，其降低量與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截面積成正比(bi)，所以必須(xu)(xu)提高(gao)晶(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)才能(neng)離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)界(jie)與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)界(jie)必須(xu)(xu)變(bian)形(xing)，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)數(shu)量愈多，晶(jing)粒(li)長大的(de)極(ji)限尺(chi)寸愈小(xiao)。

另(ling)一方面(mian)為了降低電熔凝(ning)氧(yang)化鎂的(de)顯氣孔率，也應(ying)盡量(liang)減少原料(liao)氧(yang)化鎂的(de)氣體排出，因此，采用燒(shao)結鎂砂電熔有其(qi)顯著(zhu)優點。

⑤電熔(rong)氧化(hua)鎂單晶的化(hua)學(xue)原料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)(xing)是同原子(zi)(zi)和(he)分(fen)子(zi)(zi)的量子(zi)(zi)力學本性(xing)(xing)如離子(zi)(zi)半徑的尺寸，離子(zi)(zi)的電位數(shu)值，離子(zi)(zi)的電子(zi)(zi)外層結(jie)構等(deng)相關聯。而氧(yang)化鎂的離子(zi)(zi)尺寸、質量和(he)電荷、陽(yang)離子(zi)(zi)和(he)陰(yin)離子(zi)(zi)之間的結(jie)合特性(xing)(xing)和(he)強度、離子(zi)(zi)的極化作用、結(jie)晶構造(zao)等(deng)決定它是一高熔點(dian)化合物。

氧化鎂的熔點和(he)結構(gou)參數(shu)：陽離子半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離子半(ban)徑(jing)0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配位數(shu)6;有效(xiao)配位數(shu)8.5;密(mi)度(du)3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制(zhi)造的(de)最(zui)重(zhong)要過程(cheng)是由(you)各種鎂(mei)(mei)(mei)質(zhi)原料，通(tong)過各種形式的(de)加熱(re)方法(fa)(fa)產(chan)生高(gao)溫使鎂(mei)(mei)(mei)質(zhi)材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)體(ti)。要使氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)融，必須消耗大(da)(da)量的(de)熱(re)能，以克服離子間的(de)引力。通(tong)過強大(da)(da)電(dian)(dian)弧(hu)產(chan)生高(gao)溫而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)方法(fa)(fa)叫做電(dian)(dian)弧(hu)熔(rong)(rong)融法(fa)(fa)。這個融化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)一般包括(kuo)熱(re)的(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)(jing)、晶(jing)(jing)體(ti)長大(da)(da)等一系(xi)列物理化(hua)(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)(hua)的(de)過程(cheng)。

①脫水過(guo)程。用(yong)水鎂石(shi)作(zuo)原料有一(yi)脫水過(guo)程。水鎂石(shi)的主要成(cheng)分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過(guo)(guo)程。用菱鎂(mei)(mei)礦作為(wei)原料時有(you)一(yi)個脫碳(tan)過(guo)(guo)程，脫碳(tan)過(guo)(guo)程包括兩個方(fang)(fang)面(mian)。一(yi)方(fang)(fang)面(mian)是菱鎂(mei)(mei)礦石的(de)熱分解，菱鎂(mei)(mei)礦石的(de)主要(yao)成(cheng)分是碳(tan)酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于(yu)在(zai)電(dian)熔過程(cheng)中(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)原(yuan)料氧化鎂中(zhong)加入石(shi)墨(mo)粉(fen)末(mo)添加物(助劑)，在(zai)電(dian)熔爐起動(dong)過程(cheng)中(zhong)需在(zai)三電(dian)極(石(shi)墨(mo)電(dian)極)的下端用石(shi)墨(mo)粉(fen)末(mo)鋪(pu)成三角形(xing)或星(xing)形(xing)導線路，在(zai)通(tong)電(dian)過程(cheng)中(zhong)受熱(re)燒損或完全燃燒除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)即氧化(hua)鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離子和氧離子在強電(dian)(dian)弧產生(sheng)的(de)(de)熱(re)能(neng)作用(yong)下(xia)，克服單晶(jing)體(ti)中的(de)(de)晶(jing)格能(neng)的(de)(de)束縛，變(bian)成能(neng)自由運(yun)動的(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)。也(ye)就是說，氧化(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)到一(yi)定溫(wen)度(熔(rong)(rong)點)就會由固體(ti)變(bian)成液體(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)。在這一(yi)過(guo)(guo)程(cheng)中需消耗大量的(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)。據電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)產者對用(yong)水鎂(mei)(mei)石作原(yuan)料生(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)平(ping)衡的(de)(de)衡算(suan)，熱(re)消耗的(de)(de)比例(li)如下(xia)：氧化(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)體(ti)生(sheng)成熱(re)消耗值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成熱(re)耗值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水耗熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)(de)水耗熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子表(biao)面散(san)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損失(shi)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計(ji)數據可以看出，在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)