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

(1)原料

我(wo)國有(you)豐富的(de)優質菱鎂(mei)礦石(shi)，氧化鎂(mei)含量高，又(you)易于開采(cai)，因此，被廣(guang)泛(fan)用(yong)作(zuo)電(dian)熔氧化鎂(mei)的(de)原料。采(cai)用(yong)菱鎂(mei)石(shi)作(zuo)原料，碳酸(suan)鎂(mei)分解(jie)產(chan)生CO2氣體，由于有(you)大量氣體從爐(lu)內排出影響(xiang)著電(dian)熔過(guo)程的(de)進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂的結(jie)晶帶的形成均有不利影響，由于大量(liang)塵料(liao)飛(fei)損(sun)，使(shi)物料(liao)損(sun)耗和能量(liang)消耗增高，也惡化(hua)(hua)了(le)車間(jian)生產環境。但由于優質菱鎂礦石容易獲得，價格很低(di)廉，所以，仍是我國(guo)電(dian)熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂用得最多最廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)礦石中氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)含量高低和化(hua)(hua)學成(cheng)分直接影響到(dao)電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量，同時(shi)在(zai)電(dian)熔過程中也(ye)直接影響到(dao)電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)得(de)到(dao)的(de)(de)品(pin)級(ji)比(bi)例，因此(ci)，為了保證電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量和品(pin)級(ji)比(bi)例，必(bi)須對各種礦石進行(xing)(xing)適(shi)當(dang)的(de)(de)配比(bi)后進行(xing)(xing)熔煉。

②水鎂石(shi)(shi)。我國的(de)遼寧省水鎂石(shi)(shi)的(de)礦(kuang)源非常豐富(fu)，水鎂石(shi)(shi)中氧化鎂含(han)量高于菱鎂礦(kuang)石(shi)(shi)。它也是(shi)一種(zhong)制造電熔凝氧化鎂的(de)原料，部分地區(qu)水鎂石(shi)(shi)的(de)化學(xue)成分見表2。

表2水鎂(mei)石(shi)的化學成分/%

③輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。以(yi)輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)作為電熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)原料，可(ke)以(yi)使生產環境得(de)到改善，可(ke)以(yi)降低運(yun)輸費用。由于電熔(rong)時排出氣(qi)體少(shao)，成分也較均勻，對提(ti)高電熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)質量有利。

我(wo)國(guo)有(you)一些(xie)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)以(yi)輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)制成球料(liao)入爐電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)。輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)含量達到(dao)98%，以(yi)此(ci)料(liao)能生產(chan)出(chu)白色(se)大結晶電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。但由于成球費用(yong)高，影響生產(chan)成本。目(mu)前，有(you)的廠家(jia)采用(yong)反射(she)爐輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，以(yi)一定的粒(li)度加入熔(rong)(rong)(rong)爐電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的質量比用(yong)菱鎂(mei)礦石好，成本又比用(yong)球料(liao)作原料(liao)時便宜，因而得(de)到(dao)了一定的推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)砂。為(wei)了(le)某些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)特殊(shu)要(yao)求，有時(shi)必(bi)(bi)須在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)過程中采用(yong)燒(shao)結鎂(mei)砂作為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)料，如采用(yong)海(hai)水(shui)鎂(mei)砂作為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)料，一般(ban)首(shou)先利用(yong)處理海(hai)水(shui)和(he)石灰(hui)乳作用(yong)生(sheng)產(chan)氫氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。用(yong)其(qi)他(ta)方法也可以(yi)制得輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(詳見(jian)工業氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)制取方法)，采用(yong)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)作為(wei)原(yuan)料生(sheng)產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極少量的(de)雜(za)質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)(jing)體的(de)雜(za)質(zhi)，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)長(chang)大(da)。因為(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作用(yong)在(zai)于增加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)運動所需的(de)能(neng)量。當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)與(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)體能(neng)量降低(di)，其(qi)降低(di)量與(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積成正比，所以(yi)必(bi)(bi)須提高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)才能(neng)離(li)開第二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼(ji)續運動。并且當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)與(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，與(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)必(bi)(bi)須變(bian)形，第二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量愈多，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)長(chang)大(da)的(de)極限尺寸愈小。

另一(yi)方面(mian)為了降低(di)電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)的顯氣孔率，也應盡量減(jian)少原料氧化(hua)鎂(mei)的氣體排出，因此，采(cai)用(yong)燒(shao)結(jie)鎂(mei)砂電(dian)熔有(you)其顯著優點。

⑤電(dian)熔氧化鎂(mei)單晶的化學原料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特性是(shi)同原子(zi)和(he)分子(zi)的(de)量子(zi)力學本性如(ru)離(li)子(zi)半徑的(de)尺寸，離(li)子(zi)的(de)電位(wei)數值，離(li)子(zi)的(de)電子(zi)外層結構等相關聯。而氧化(hua)(hua)鎂的(de)離(li)子(zi)尺寸、質量和(he)電荷、陽離(li)子(zi)和(he)陰離(li)子(zi)之(zhi)間的(de)結合(he)特性和(he)強度、離(li)子(zi)的(de)極(ji)化(hua)(hua)作用、結晶構造等決定(ding)它是(shi)一(yi)高(gao)熔點化(hua)(hua)合(he)物。

氧化鎂的熔點(dian)和結構參數(shu)(shu)：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構類型NaCl;配位(wei)(wei)數(shu)(shu)6;有(you)效配位(wei)(wei)數(shu)(shu)8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制造的(de)最重要過(guo)程是由各(ge)種鎂(mei)(mei)(mei)質原料(liao)(liao)，通(tong)過(guo)各(ge)種形式的(de)加熱(re)方法(fa)產(chan)生(sheng)(sheng)高溫使(shi)鎂(mei)(mei)(mei)質材料(liao)(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)體(ti)(ti)。要使(shi)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)融，必須消耗大量的(de)熱(re)能，以克服(fu)離(li)子間的(de)引力。通(tong)過(guo)強大電弧(hu)產(chan)生(sheng)(sheng)高溫而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)方法(fa)叫做電弧(hu)熔(rong)(rong)融法(fa)。這個(ge)融化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程一(yi)般包(bao)括(kuo)熱(re)的(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)(ti)長大等(deng)一(yi)系(xi)列物理化(hua)(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)過(guo)程。

①脫(tuo)水過程。用水鎂石作(zuo)原料有一脫(tuo)水過程。水鎂石的主要成分是氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程(cheng)。用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦作(zuo)為原料時有一(yi)個脫碳過程(cheng)，脫碳過程(cheng)包括兩個方面(mian)。一(yi)方面(mian)是菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)的熱分(fen)解，菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)的主要成分(fen)是碳酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于(yu)在(zai)電熔(rong)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)往往在(zai)原料氧化鎂中(zhong)加入石(shi)墨(mo)(mo)粉末(mo)添加物(助劑)，在(zai)電熔(rong)爐(lu)起動過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)需在(zai)三電極(ji)(石(shi)墨(mo)(mo)電極(ji))的(de)下端用石(shi)墨(mo)(mo)粉末(mo)鋪成三角形(xing)或(huo)星形(xing)導線路，在(zai)通(tong)電過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)受熱燒(shao)損或(huo)完全燃燒(shao)除去石(shi)墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)。熔化(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂中鎂離(li)子和氧(yang)(yang)離(li)子在強電弧產生的(de)(de)(de)熱能(neng)作用(yong)下，克服單(dan)晶體(ti)(ti)(ti)中的(de)(de)(de)晶格(ge)能(neng)的(de)(de)(de)束(shu)縛(fu)，變成能(neng)自由運動的(de)(de)(de)過程(cheng)(cheng)。也就(jiu)是說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂加熱到一(yi)定溫度(熔點)就(jiu)會由固(gu)體(ti)(ti)(ti)變成液體(ti)(ti)(ti)，叫熔化(hua)(hua)。在這(zhe)一(yi)過程(cheng)(cheng)中需消(xiao)(xiao)耗(hao)大量的(de)(de)(de)電能(neng)。據電熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂生產者對用(yong)水(shui)鎂石作原料生產電熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)熱平衡的(de)(de)(de)衡算，熱消(xiao)(xiao)耗(hao)的(de)(de)(de)比例如下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂晶體(ti)(ti)(ti)生成熱消(xiao)(xiao)耗(hao)值(zhi)34.9%，渣(zha)皮(pi)消(xiao)(xiao)耗(hao)熱值(zhi)15.3%，散砂生成熱耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)熱值(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)(de)水(shui)耗(hao)熱值(zhi)7.9%，爐子表面散熱值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱值(zhi)28.8%。電能(neng)損失(shi)值(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計(ji)數據可以看(kan)出(chu)，在電熔