電(dian)(dian)弧熔爐生產電(dian)(dian)熔氧化鎂的工藝流程(cheng)主要包括：原料(liao)(liao)配料(liao)(liao)、電(dian)(dian)弧熔融、破碎、選別、粉碎、篩(shai)別、磁選、分類包裝(zhuang)等(deng)。

(1)原料

我(wo)國有(you)豐富的(de)優質(zhi)菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦石，氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量高，又易于開采(cai)，因此，被廣泛用作電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原料。采(cai)用菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)石作原料，碳酸鎂(mei)(mei)分解產(chan)生(sheng)CO2氣體，由于有(you)大(da)量氣體從爐(lu)內排出影(ying)響著電熔(rong)過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)結晶(jing)帶的(de)(de)形成均有不(bu)利影響，由(you)于大量塵(chen)料飛損，使(shi)物料損耗和(he)能(neng)量消耗增高，也惡化(hua)了車間生產環境(jing)。但(dan)由(you)于優(you)質菱鎂(mei)礦石容(rong)易獲得(de)，價格很低廉，所以，仍(reng)是我國電熔氧化(hua)鎂(mei)用得(de)最(zui)多最(zui)廣泛的(de)(de)原料。

(2)配料

①菱(ling)(ling)鎂(mei)礦(kuang)。菱(ling)(ling)鎂(mei)礦(kuang)石中氧(yang)化鎂(mei)的(de)含量(liang)高低和化學成分直(zhi)接(jie)影響(xiang)到電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)質量(liang)，同(tong)時(shi)在電(dian)熔(rong)(rong)過程中也直(zhi)接(jie)影響(xiang)到電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)得(de)到的(de)品(pin)級比例，因此，為了保證電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)質量(liang)和品(pin)級比例，必須對各種礦(kuang)石進行適當的(de)配(pei)比后進行熔(rong)(rong)煉。

②水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)(shi)。我(wo)國的遼寧(ning)省水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)(shi)的礦源非常(chang)豐(feng)富(fu)，水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)(shi)中氧化(hua)(hua)鎂(mei)含(han)量高于菱鎂(mei)礦石(shi)(shi)(shi)。它(ta)也是一種制(zhi)造(zao)電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的原料(liao)，部(bu)分地區(qu)水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)(shi)的化(hua)(hua)學成分見表2。

表2水鎂(mei)石的化學(xue)成分/%

③輕(qing)燒氧化鎂。以輕(qing)燒氧化鎂作為電(dian)熔(rong)氧化鎂原料，可以使生產環境得到改(gai)善(shan)，可以降低運(yun)輸費用。由于電(dian)熔(rong)時(shi)排出氣體少(shao)，成(cheng)分也較均(jun)勻，對提高電(dian)熔(rong)氧化鎂質量有利。

我國有一些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂以(yi)輕燒氧(yang)化鎂制成(cheng)(cheng)球(qiu)料入(ru)爐(lu)(lu)(lu)電(dian)熔(rong)。輕燒氧(yang)化鎂的(de)氧(yang)化鎂含量(liang)達到98%，以(yi)此料能(neng)生(sheng)產出白色(se)大(da)結(jie)晶電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂。但由于成(cheng)(cheng)球(qiu)費用(yong)高(gao)，影響生(sheng)產成(cheng)(cheng)本(ben)。目前(qian)，有的(de)廠家采用(yong)反(fan)射(she)爐(lu)(lu)(lu)輕燒氧(yang)化鎂，以(yi)一定(ding)的(de)粒度加入(ru)熔(rong)爐(lu)(lu)(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂的(de)質量(liang)比(bi)用(yong)菱鎂礦石好(hao)，成(cheng)(cheng)本(ben)又比(bi)用(yong)球(qiu)料作原料時便宜，因而(er)得到了(le)一定(ding)的(de)推廣。

④燒結鎂(mei)(mei)砂。為(wei)了某些電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)(de)特殊要求，有(you)時(shi)(shi)必(bi)須(xu)在(zai)電熔(rong)(rong)過程中采用(yong)(yong)燒結鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電熔(rong)(rong)原(yuan)(yuan)料，如(ru)采用(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電熔(rong)(rong)原(yuan)(yuan)料，一般首先利用(yong)(yong)處理海水和石灰(hui)乳作(zuo)用(yong)(yong)生(sheng)產氫氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒成輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)其(qi)他方法也可以制得(de)輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工(gong)業氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)(de)制取方法)，采用(yong)(yong)輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原(yuan)(yuan)料生(sheng)產電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極少量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)雜質氣體(ti)(ti)(相(xiang)(xiang))也屬(shu)于晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)雜質，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)(de)(de)(de)長大。因為(wei)雜質相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)在(zai)于增加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)運(yun)動(dong)所需的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)(liang)。當(dang)(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)(yu)第(di)(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)(shi)，晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)能(neng)(neng)量(liang)(liang)降低(di)，其(qi)降低(di)量(liang)(liang)與(yu)(yu)第(di)(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積(ji)成正(zheng)比，所以必(bi)須(xu)提高(gao)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)能(neng)(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)才能(neng)(neng)離(li)開第(di)(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)繼(ji)續運(yun)動(dong)。并且當(dang)(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)(yu)第(di)(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)(shi)，與(yu)(yu)第(di)(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積(ji)相(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)必(bi)須(xu)變(bian)形，第(di)(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)長大的(de)(de)(de)(de)(de)極限(xian)尺寸愈小。

另一方面(mian)為了降低電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)顯氣孔率，也應盡量減少原料氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)氣體排出(chu)，因此，采用燒結鎂(mei)砂電熔(rong)有其顯著(zhu)優(you)點。

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

(3)電弧熔融

這(zhe)些特(te)性是同原子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)分(fen)子(zi)(zi)(zi)的(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)力學本(ben)性如(ru)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)半(ban)徑的(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電位數值(zhi)，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)(zi)外層結構等相關聯。而(er)氧化(hua)(hua)鎂的(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)尺寸、質量(liang)和(he)(he)電荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)陰(yin)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)之間的(de)結合特(te)性和(he)(he)強度、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)極化(hua)(hua)作用(yong)、結晶構造等決定它是一(yi)高熔點化(hua)(hua)合物。

氧化鎂(mei)的熔點(dian)(dian)和結(jie)(jie)構參數(shu)：陽離(li)(li)子(zi)半(ban)徑0.074mm;陰離(li)(li)子(zi)半(ban)徑0.53mm;結(jie)(jie)構類型NaCl;配(pei)位數(shu)6;有效配(pei)位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)(dian)2800℃。

電熔(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的最重要(yao)(yao)過(guo)程(cheng)是由各種鎂(mei)(mei)質原(yuan)料，通過(guo)各種形(xing)式的加熱(re)(re)方法(fa)(fa)產生(sheng)高溫使(shi)鎂(mei)(mei)質材料(MgO)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)(rong)體。要(yao)(yao)使(shi)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)，必須消耗大量的熱(re)(re)能，以克(ke)服離子間的引力。通過(guo)強(qiang)大電弧產生(sheng)高溫而熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的方法(fa)(fa)叫做電弧熔(rong)(rong)(rong)融(rong)法(fa)(fa)。這個融(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)一(yi)般包括熱(re)(re)的傳導(dao)、脫水(shui)、脫碳、熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大等一(yi)系(xi)列物理化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的過(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)過程(cheng)。用水(shui)鎂石作原(yuan)料有一脫水(shui)過程(cheng)。水(shui)鎂石的(de)主要成(cheng)分(fen)是氫氧(yang)化(hua)鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)過(guo)程。用菱鎂礦作為原(yuan)料時有一(yi)個(ge)脫碳(tan)(tan)過(guo)程，脫碳(tan)(tan)過(guo)程包括(kuo)兩個(ge)方(fang)面。一(yi)方(fang)面是菱鎂礦石的熱分(fen)解，菱鎂礦石的主要成(cheng)分(fen)是碳(tan)(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)(zai)(zai)電熔過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)往往在(zai)(zai)(zai)原料氧化鎂中(zhong)加入石(shi)(shi)墨粉(fen)末添(tian)加物(助劑)，在(zai)(zai)(zai)電熔爐起(qi)動(dong)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)需在(zai)(zai)(zai)三電極(石(shi)(shi)墨電極)的下端用石(shi)(shi)墨粉(fen)末鋪成三角形或(huo)星形導線(xian)路，在(zai)(zai)(zai)通電過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)受熱燒(shao)損或(huo)完全燃燒(shao)除(chu)去石(shi)(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化過(guo)(guo)程。熔(rong)化過(guo)(guo)程即氧(yang)(yang)化鎂中(zhong)鎂離子和氧(yang)(yang)離子在強電(dian)(dian)(dian)弧(hu)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)能(neng)(neng)作用下(xia)，克服單晶體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)晶格能(neng)(neng)的(de)(de)(de)束縛(fu)，變成能(neng)(neng)自由運動的(de)(de)(de)過(guo)(guo)程。也就是說，氧(yang)(yang)化鎂加熱(re)(re)到(dao)一定溫度(熔(rong)點(dian))就會由固體(ti)變成液體(ti)，叫熔(rong)化。在這一過(guo)(guo)程中(zhong)需消耗(hao)(hao)大(da)量的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)。據(ju)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂生(sheng)產(chan)者對用水鎂石作原料(liao)生(sheng)產(chan)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂的(de)(de)(de)熱(re)(re)平衡的(de)(de)(de)衡算，熱(re)(re)消耗(hao)(hao)的(de)(de)(de)比例如下(xia)：氧(yang)(yang)化鎂晶體(ti)生(sheng)成熱(re)(re)消耗(hao)(hao)值34.9%，渣(zha)皮消耗(hao)(hao)熱(re)(re)值15.3%，散(san)砂生(sheng)成熱(re)(re)耗(hao)(hao)值3.0%，冷卻(que)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)值8.4%，冷卻(que)爐(lu)殼的(de)(de)(de)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)值7.9%，爐(lu)子表面散(san)熱(re)(re)值6.4%，煙(yan)氣帶走熱(re)(re)值28.8%。電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)損失(shi)值3.2%，從這些(xie)統計(ji)數據(ju)可以看出，在電(dian)(dian)(dian)熔(rong)