電(dian)(dian)弧熔(rong)爐(lu)生產電(dian)(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)的工藝流(liu)程(cheng)主要包(bao)括：原料(liao)配料(liao)、電(dian)(dian)弧熔(rong)融、破碎、選別、粉碎、篩(shai)別、磁選、分類(lei)包(bao)裝等(deng)。

(1)原料

我(wo)國(guo)有豐富(fu)的優質菱鎂(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)含(han)量(liang)高(gao)，又易于開采，因(yin)此，被廣泛用作電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)的原料(liao)(liao)。采用菱鎂(mei)石作原料(liao)(liao)，碳(tan)酸鎂(mei)分解產生CO2氣體，由于有大量(liang)氣體從爐內排出影響著電(dian)熔過程的進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔氧化鎂的(de)結(jie)晶帶的(de)形成(cheng)均有不利影響，由(you)于大量(liang)塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗和(he)能量(liang)消(xiao)耗增高，也惡化了車間生(sheng)產(chan)環境。但由(you)于優質(zhi)菱(ling)鎂礦(kuang)石(shi)容易獲得，價格很低廉，所以，仍是(shi)我國電熔氧化鎂用得最多最廣泛(fan)的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石中(zhong)氧化鎂(mei)的含量(liang)高低和化學成分直接影(ying)響到(dao)(dao)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)的質量(liang)，同(tong)時在電(dian)熔(rong)過程中(zhong)也直接影(ying)響到(dao)(dao)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)得到(dao)(dao)的品級比例，因此，為了保證電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)的質量(liang)和品級比例，必須對(dui)各種礦(kuang)(kuang)石進行(xing)適當的配比后進行(xing)熔(rong)煉。

②水(shui)(shui)鎂石(shi)(shi)。我國的遼寧省(sheng)水(shui)(shui)鎂石(shi)(shi)的礦(kuang)源非(fei)常豐富，水(shui)(shui)鎂石(shi)(shi)中氧(yang)化鎂含量高于菱鎂礦(kuang)石(shi)(shi)。它也是一種制(zhi)造電熔凝氧(yang)化鎂的原(yuan)料，部分地(di)區(qu)水(shui)(shui)鎂石(shi)(shi)的化學成分見(jian)表2。

表2水(shui)鎂石的化學成分(fen)/%

③輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)。以(yi)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)作為(wei)電(dian)(dian)(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)原料，可以(yi)使生產環境得到(dao)改善，可以(yi)降低運輸(shu)費用。由于電(dian)(dian)(dian)熔時排出氣(qi)體(ti)少，成分也較均(jun)勻，對提高電(dian)(dian)(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)質(zhi)量有利。

我國有(you)一(yi)些電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂以輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂制成球(qiu)料入爐(lu)電熔(rong)(rong)。輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂的(de)氧(yang)化(hua)鎂含量(liang)達(da)到98%，以此料能生產出白色大結晶(jing)電熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂。但由于成球(qiu)費用(yong)高，影響生產成本。目前，有(you)的(de)廠家(jia)采用(yong)反(fan)射爐(lu)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂，以一(yi)定(ding)的(de)粒度加入熔(rong)(rong)爐(lu)電熔(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂的(de)質量(liang)比(bi)用(yong)菱鎂礦石好，成本又(you)比(bi)用(yong)球(qiu)料作原料時(shi)便宜，因而得到了一(yi)定(ding)的(de)推(tui)廣。

④燒(shao)結鎂(mei)砂。為(wei)了某些電熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)特(te)殊(shu)要求，有(you)時(shi)(shi)必須在電熔過程中(zhong)采用(yong)燒(shao)結鎂(mei)砂作為(wei)電熔原(yuan)料，如采用(yong)海(hai)(hai)水鎂(mei)砂作為(wei)電熔原(yuan)料，一般首先利用(yong)處(chu)理海(hai)(hai)水和石灰乳作用(yong)生(sheng)產氫氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)煅燒(shao)成(cheng)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。用(yong)其他方法也可以制(zhi)得輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(詳見(jian)工(gong)業(ye)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)制(zhi)取方法)，采用(yong)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)作為(wei)原(yuan)料生(sheng)產電熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉(la)特(te)爾(Ruttere)等研究認(ren)為(wei)，極(ji)少量(liang)(liang)的(de)雜(za)質(zhi)氣體(ti)(相)也屬于晶(jing)體(ti)的(de)雜(za)質(zhi)，可明顯(xian)影響晶(jing)粒(li)的(de)長大。因為(wei)雜(za)質(zhi)相的(de)作用(yong)在于增(zeng)加晶(jing)界(jie)運動所(suo)需(xu)的(de)能(neng)量(liang)(liang)。當晶(jing)界(jie)與第(di)二(er)(er)相相遇(yu)(yu)時(shi)(shi)，晶(jing)體(ti)能(neng)量(liang)(liang)降(jiang)低(di)，其降(jiang)低(di)量(liang)(liang)與第(di)二(er)(er)相橫(heng)(heng)截面(mian)積(ji)成(cheng)正(zheng)比，所(suo)以必須提高晶(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)才能(neng)離開第(di)二(er)(er)相繼續(xu)運動。并且當晶(jing)界(jie)與第(di)二(er)(er)相相遇(yu)(yu)時(shi)(shi)，與第(di)二(er)(er)相橫(heng)(heng)截面(mian)積(ji)相等的(de)晶(jing)界(jie)必須變形(xing)，第(di)二(er)(er)相數量(liang)(liang)愈多，晶(jing)粒(li)長大的(de)極(ji)限尺寸愈小。

另一方面為了降低電(dian)熔(rong)凝氧化鎂(mei)的(de)顯氣(qi)孔(kong)率(lv)，也應(ying)盡量減少原料氧化鎂(mei)的(de)氣(qi)體排(pai)出，因此，采(cai)用燒結鎂(mei)砂(sha)電(dian)熔(rong)有其顯著優點。

⑤電(dian)熔氧(yang)化鎂單晶的化學原料質量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特(te)(te)性是(shi)同原子(zi)和分子(zi)的(de)(de)(de)量子(zi)力(li)學本性如離(li)(li)子(zi)半徑的(de)(de)(de)尺寸(cun)，離(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)電位數值，離(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)電子(zi)外(wai)層結(jie)(jie)構(gou)等相(xiang)關聯。而(er)氧(yang)化鎂的(de)(de)(de)離(li)(li)子(zi)尺寸(cun)、質量和電荷(he)、陽離(li)(li)子(zi)和陰(yin)離(li)(li)子(zi)之間的(de)(de)(de)結(jie)(jie)合(he)特(te)(te)性和強(qiang)度(du)、離(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)極化作用(yong)、結(jie)(jie)晶構(gou)造等決定它是(shi)一(yi)高熔點化合(he)物(wu)。

氧化鎂的(de)熔點和結構參數(shu)：陽離(li)子半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離(li)子半(ban)徑(jing)0.53mm;結構類(lei)型NaCl;配位(wei)數(shu)6;有效配位(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制(zhi)造的(de)(de)(de)最重要過(guo)程(cheng)是由(you)各種(zhong)鎂(mei)質(zhi)(zhi)原料，通過(guo)各種(zhong)形式的(de)(de)(de)加熱(re)方法產生高(gao)溫使鎂(mei)質(zhi)(zhi)材(cai)料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體。要使氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融(rong)，必須消耗大量(liang)的(de)(de)(de)熱(re)能，以克(ke)服離子間的(de)(de)(de)引(yin)力(li)。通過(guo)強大電(dian)弧(hu)產生高(gao)溫而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)方法叫做電(dian)弧(hu)熔(rong)(rong)融(rong)法。這個(ge)融(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)一般(ban)包(bao)括熱(re)的(de)(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體長大等一系列物理(li)化(hua)(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)水過(guo)(guo)程。用水鎂石(shi)作原料有(you)一脫(tuo)水過(guo)(guo)程。水鎂石(shi)的主要(yao)成分是氫氧化(hua)鎂Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)水過(guo)(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)程(cheng)(cheng)。用菱鎂礦作(zuo)為原料時有一(yi)個脫碳過(guo)程(cheng)(cheng)，脫碳過(guo)程(cheng)(cheng)包(bao)括兩個方面。一(yi)方面是菱鎂礦石的(de)熱分(fen)解，菱鎂礦石的(de)主要成分(fen)是碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由于在電(dian)(dian)熔(rong)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)往往在原料氧化(hua)鎂中(zhong)(zhong)(zhong)加入石(shi)墨粉末(mo)添(tian)加物(助劑)，在電(dian)(dian)熔(rong)爐起動過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)需在三電(dian)(dian)極(ji)(石(shi)墨電(dian)(dian)極(ji))的下端用石(shi)墨粉末(mo)鋪成(cheng)三角形或(huo)(huo)星形導線路，在通電(dian)(dian)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)受熱(re)燒(shao)損或(huo)(huo)完全燃燒(shao)除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過程。熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過程即(ji)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子和氧(yang)(yang)離子在強(qiang)電(dian)(dian)弧產生(sheng)的(de)熱(re)(re)能(neng)(neng)作用下，克服單(dan)晶(jing)體中(zhong)的(de)晶(jing)格能(neng)(neng)的(de)束縛，變(bian)成(cheng)能(neng)(neng)自由(you)運動的(de)過程。也就是(shi)說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)到一定溫度(熔(rong)點)就會由(you)固體變(bian)成(cheng)液(ye)體，叫熔(rong)化(hua)(hua)(hua)。在這(zhe)一過程中(zhong)需消(xiao)耗(hao)(hao)大(da)量(liang)的(de)電(dian)(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產者對用水(shui)鎂(mei)石(shi)作原料生(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)熱(re)(re)平衡的(de)衡算，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)比例如下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)體生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表(biao)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)(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數據可以看出，在電(dian)(dian)熔(rong)