電(dian)弧熔(rong)爐(lu)生(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)的工藝流程主要包(bao)括：原料配(pei)料、電(dian)弧熔(rong)融(rong)、破碎(sui)(sui)、選(xuan)別、粉碎(sui)(sui)、篩別、磁選(xuan)、分類(lei)包(bao)裝等。

(1)原料

我(wo)國有豐富(fu)的(de)優(you)質(zhi)菱(ling)鎂(mei)礦石，氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量(liang)高，又易于開(kai)采，因此(ci)，被廣泛用(yong)作電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)原料。采用(yong)菱(ling)鎂(mei)石作原料，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣(qi)體，由(you)于有大量(liang)氣(qi)體從爐內(nei)排(pai)出影響著電熔(rong)過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂(mei)(mei)的結晶帶的形成均有不利(li)影響，由(you)于大量塵料飛損，使物料損耗和能量消耗增高，也惡化了車間(jian)生產環境。但由(you)于優質菱鎂(mei)(mei)礦石容易獲得(de)，價格(ge)很低廉，所以，仍是我(wo)國電熔氧化鎂(mei)(mei)用得(de)最(zui)(zui)多最(zui)(zui)廣泛的原料。

(2)配料

①菱(ling)(ling)鎂(mei)礦。菱(ling)(ling)鎂(mei)礦石(shi)中氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)含量(liang)高低和(he)化(hua)(hua)學(xue)成分(fen)直接影響(xiang)到電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量(liang)，同時在電熔(rong)(rong)過(guo)程中也直接影響(xiang)到電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)得到的(de)品級(ji)比例，因此，為了保證電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量(liang)和(he)品級(ji)比例，必(bi)須(xu)對各種(zhong)礦石(shi)進行適當的(de)配比后進行熔(rong)(rong)煉(lian)。

②水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)。我國的遼(liao)寧省水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)的礦源非常豐富，水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)中氧化鎂(mei)含量高于(yu)菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)(shi)。它也是(shi)一種制造(zao)電(dian)熔凝氧化鎂(mei)的原料，部分地區水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)的化學成分見表2。

表(biao)2水鎂石的化學成分(fen)/%

③輕(qing)(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)。以(yi)輕(qing)(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)作為(wei)電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)原料，可以(yi)使生產環(huan)境得到改善，可以(yi)降低運(yun)輸費用(yong)。由于電(dian)熔時排出氣體少，成分(fen)也(ye)較均勻，對提(ti)高電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)質量有利。

我國有(you)一些電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)以輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)制成(cheng)球料入爐電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)。輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)氧化(hua)(hua)鎂(mei)含量達(da)到98%，以此(ci)料能生產出白色大結晶電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)球費用(yong)高，影響生產成(cheng)本。目前(qian)，有(you)的(de)廠家采用(yong)反射爐輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)，以一定(ding)的(de)粒度加入熔(rong)(rong)爐電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質量比(bi)用(yong)菱鎂(mei)礦石好，成(cheng)本又比(bi)用(yong)球料作原料時便宜，因(yin)而得到了一定(ding)的(de)推廣。

④燒結(jie)鎂(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了某些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)特殊(shu)要求，有(you)時必須(xu)(xu)在(zai)電(dian)熔(rong)過程(cheng)中采(cai)用(yong)燒結(jie)鎂(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)電(dian)熔(rong)原料，如采(cai)用(yong)海水鎂(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)電(dian)熔(rong)原料，一般首先利用(yong)處理海水和石灰(hui)乳作用(yong)生產氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將(jiang)氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒成輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)其(qi)他方法也可(ke)(ke)以制(zhi)得輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工(gong)業氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)制(zhi)取(qu)方法)，采(cai)用(yong)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作為(wei)原料生產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究(jiu)認為(wei)，極(ji)少量(liang)(liang)的(de)(de)雜(za)質(zhi)氣體(相(xiang))也屬于(yu)晶(jing)體的(de)(de)雜(za)質(zhi)，可(ke)(ke)明顯(xian)影(ying)響晶(jing)粒(li)的(de)(de)長大。因(yin)為(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)的(de)(de)作用(yong)在(zai)于(yu)增加晶(jing)界(jie)(jie)運動(dong)所需的(de)(de)能量(liang)(liang)。當(dang)晶(jing)界(jie)(jie)與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)相(xiang)遇時，晶(jing)體能量(liang)(liang)降低(di)，其(qi)降低(di)量(liang)(liang)與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)橫(heng)截(jie)面積(ji)成正比，所以必須(xu)(xu)提高晶(jing)界(jie)(jie)能，晶(jing)界(jie)(jie)才能離開(kai)第(di)二相(xiang)繼(ji)續運動(dong)。并且當(dang)晶(jing)界(jie)(jie)與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)相(xiang)遇時，與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)橫(heng)截(jie)面積(ji)相(xiang)等的(de)(de)晶(jing)界(jie)(jie)必須(xu)(xu)變形(xing)，第(di)二相(xiang)數量(liang)(liang)愈多(duo)，晶(jing)粒(li)長大的(de)(de)極(ji)限尺寸愈小(xiao)。

另一方面為(wei)了降低電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)的顯氣孔(kong)率，也應盡量(liang)減少原料氧化鎂(mei)(mei)的氣體排出，因此(ci)，采用燒結鎂(mei)(mei)砂電(dian)(dian)熔(rong)有其顯著優點(dian)。

⑤電熔氧化鎂單晶(jing)的化學原料質量(liang)要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是(shi)同原(yuan)子(zi)(zi)和(he)分(fen)子(zi)(zi)的量子(zi)(zi)力學本性(xing)如離(li)子(zi)(zi)半徑的尺(chi)寸(cun)，離(li)子(zi)(zi)的電位數(shu)值，離(li)子(zi)(zi)的電子(zi)(zi)外層結構等相關聯。而氧化鎂(mei)的離(li)子(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)、質量和(he)電荷、陽離(li)子(zi)(zi)和(he)陰離(li)子(zi)(zi)之間的結合特(te)性(xing)和(he)強度、離(li)子(zi)(zi)的極化作用、結晶構造(zao)等決定(ding)它是(shi)一(yi)高熔點化合物。

氧化鎂的熔點和結構參數(shu)：陽離子(zi)(zi)半(ban)徑0.074mm;陰離子(zi)(zi)半(ban)徑0.53mm;結構類型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)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)(de)最重要(yao)過(guo)程是由各種鎂(mei)(mei)質原(yuan)料，通過(guo)各種形(xing)式的(de)(de)加熱方(fang)法(fa)產(chan)生高(gao)溫使鎂(mei)(mei)質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)體(ti)。要(yao)使氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)融(rong)(rong)(rong)，必(bi)須消(xiao)耗(hao)大(da)量的(de)(de)熱能，以克服離(li)子間(jian)的(de)(de)引(yin)力。通過(guo)強大(da)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)產(chan)生高(gao)溫而熔(rong)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)方(fang)法(fa)叫做電(dian)(dian)弧(hu)(hu)熔(rong)融(rong)(rong)(rong)法(fa)。這個融(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程一般包(bao)括(kuo)熱的(de)(de)傳導(dao)、脫水(shui)、脫碳(tan)、熔(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)長大(da)等一系(xi)列物(wu)理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)程。

①脫水過(guo)(guo)程。用水鎂(mei)石作原料有(you)一(yi)脫水過(guo)(guo)程。水鎂(mei)石的主要成分是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫水過(guo)(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程。用菱鎂(mei)礦(kuang)作為原料(liao)時有一個脫碳過程，脫碳過程包括兩個方(fang)面(mian)。一方(fang)面(mian)是(shi)菱鎂(mei)礦(kuang)石的熱(re)分(fen)解，菱鎂(mei)礦(kuang)石的主要成(cheng)分(fen)是(shi)碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由(you)于在電熔(rong)過(guo)程中(zhong)往往在原料氧化(hua)鎂(mei)中(zhong)加(jia)入(ru)石(shi)墨粉末添(tian)加(jia)物(助劑)，在電熔(rong)爐(lu)起動(dong)過(guo)程中(zhong)需在三電極(石(shi)墨電極)的(de)下端(duan)用石(shi)墨粉末鋪成三角(jiao)形(xing)或(huo)星形(xing)導線路，在通電過(guo)程中(zhong)受熱(re)燒損或(huo)完全燃燒除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)。熔化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)即氧化(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子和氧離子在(zai)強電(dian)(dian)弧(hu)產生的(de)熱(re)(re)能作用下，克服(fu)單晶體中的(de)晶格(ge)能的(de)束縛，變成(cheng)(cheng)能自由運動的(de)過(guo)(guo)程(cheng)。也就(jiu)是說，氧化(hua)鎂(mei)加(jia)熱(re)(re)到(dao)一定溫度(du)(熔點)就(jiu)會由固體變成(cheng)(cheng)液體，叫熔化(hua)。在(zai)這一過(guo)(guo)程(cheng)中需消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)大(da)量的(de)電(dian)(dian)能。據電(dian)(dian)熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)生產者對用水鎂(mei)石作原料生產電(dian)(dian)熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)的(de)熱(re)(re)平衡(heng)的(de)衡(heng)算，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)的(de)比例如下：氧化(hua)鎂(mei)晶體生成(cheng)(cheng)熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生成(cheng)(cheng)熱(re)(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼的(de)水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)子表面(mian)散熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能損失值(zhi)3.2%，從(cong)這些統計(ji)數(shu)據可以看出，在(zai)電(dian)(dian)熔