電弧(hu)(hu)熔(rong)爐生產電熔(rong)氧化鎂(mei)的工(gong)藝流程主要包括(kuo)：原料配(pei)料、電弧(hu)(hu)熔(rong)融、破碎、選別(bie)、粉碎、篩(shai)別(bie)、磁選、分類包裝等。

(1)原料

我(wo)國有(you)豐(feng)富的(de)(de)優質菱鎂(mei)(mei)礦石，氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)高(gao)，又(you)易于開采(cai)，因此，被廣泛用作電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)原料。采(cai)用菱鎂(mei)(mei)石作原料，碳酸鎂(mei)(mei)分解(jie)產生CO2氣(qi)體(ti)，由于有(you)大量(liang)氣(qi)體(ti)從爐內(nei)排出影響著電熔(rong)過程的(de)(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)(hua)鎂的結(jie)晶帶(dai)的形成均有不利影響，由于大量塵料(liao)飛(fei)損，使物料(liao)損耗和(he)能量消(xiao)耗增(zeng)高，也惡化(hua)(hua)了車間生(sheng)產環境。但由于優質菱鎂礦石容易獲得，價格很(hen)低廉，所(suo)以，仍是我國電熔氧化(hua)(hua)鎂用得最多最廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)中氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)含量(liang)(liang)高低和化(hua)(hua)學成(cheng)分(fen)直接影(ying)響到(dao)(dao)電熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)(liang)，同時在電熔過程中也直接影(ying)響到(dao)(dao)電熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)得到(dao)(dao)的(de)品(pin)級(ji)比(bi)例，因此，為了保證電熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)(liang)和品(pin)級(ji)比(bi)例，必須對各種礦(kuang)石(shi)進行適(shi)當的(de)配比(bi)后進行熔煉。

②水鎂(mei)(mei)(mei)石。我(wo)國的(de)遼寧省水鎂(mei)(mei)(mei)石的(de)礦(kuang)源(yuan)非常豐富，水鎂(mei)(mei)(mei)石中氧化鎂(mei)(mei)(mei)含量高于(yu)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石。它也是一種(zhong)制造電熔凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)原料，部分地區水鎂(mei)(mei)(mei)石的(de)化學成分見表(biao)2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕燒氧(yang)化(hua)鎂。以輕燒氧(yang)化(hua)鎂作為電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂原料，可以使生產環境得(de)到(dao)改(gai)善，可以降低運輸費用。由于電(dian)熔時排出氣體少，成(cheng)分也較(jiao)均勻，對提高電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂質量有利。

我國(guo)有(you)一些電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂以(yi)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂制(zhi)成(cheng)球料(liao)(liao)入爐電熔(rong)(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂含量達(da)到98%，以(yi)此料(liao)(liao)能生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)出(chu)白色大結晶電熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂。但(dan)由于成(cheng)球費用(yong)高，影響生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)成(cheng)本。目前，有(you)的(de)(de)(de)廠(chang)家采用(yong)反射爐輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂，以(yi)一定(ding)的(de)(de)(de)粒度加入熔(rong)(rong)爐電熔(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)質量比(bi)用(yong)菱鎂礦(kuang)石好，成(cheng)本又(you)比(bi)用(yong)球料(liao)(liao)作(zuo)原料(liao)(liao)時便(bian)宜，因而(er)得到了一定(ding)的(de)(de)(de)推廣。

④燒(shao)(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)(wei)了某些電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)特(te)殊要求，有時必須在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)過程(cheng)中采用(yong)(yong)(yong)(yong)燒(shao)(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)(yuan)料(liao)(liao)，如采用(yong)(yong)(yong)(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)(yuan)料(liao)(liao)，一般首先(xian)利用(yong)(yong)(yong)(yong)處理(li)海(hai)水和石灰乳(ru)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)生產氫氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)(shao)(shao)成(cheng)輕燒(shao)(shao)(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)(yong)(yong)其他方法(fa)也(ye)可以(yi)制(zhi)得輕燒(shao)(shao)(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)制(zhi)取方法(fa))，采用(yong)(yong)(yong)(yong)輕燒(shao)(shao)(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)原(yuan)(yuan)料(liao)(liao)生產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等(deng)研究(jiu)認為(wei)(wei)(wei)，極少量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)雜質氣體(相(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體的(de)(de)(de)雜質，可明顯影(ying)響晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)長大。因為(wei)(wei)(wei)雜質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)在于增加晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)運動所需(xu)的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體能(neng)量(liang)(liang)(liang)降低，其降低量(liang)(liang)(liang)與第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積(ji)(ji)成(cheng)正比(bi)，所以(yi)必須提高晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)才能(neng)離開第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積(ji)(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)必須變形(xing)，第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)(liang)愈(yu)多(duo)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒長大的(de)(de)(de)極限(xian)尺寸愈(yu)小。

另一方面(mian)為了降低(di)電熔凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)顯氣孔率，也應盡量減(jian)少原料氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)氣體(ti)排(pai)出(chu)，因此(ci)，采用燒結鎂(mei)(mei)砂電熔有其顯著優(you)點。

⑤電熔氧化(hua)鎂(mei)單晶的化(hua)學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)(xing)是同原子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)(zi)(zi)的量子(zi)(zi)(zi)(zi)力學本性(xing)(xing)如離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)半徑(jing)的尺寸(cun)，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的電(dian)位數值，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的電(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)外層結(jie)(jie)構等(deng)相關(guan)聯。而氧化鎂(mei)的離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸(cun)、質量和(he)(he)電(dian)荷、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)(he)陰離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)之(zhi)間的結(jie)(jie)合(he)(he)特性(xing)(xing)和(he)(he)強度、離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的極化作(zuo)用、結(jie)(jie)晶構造等(deng)決(jue)定它是一高熔點化合(he)(he)物。

氧化鎂的(de)熔點和結構參(can)數：陽(yang)離子半徑(jing)0.074mm;陰(yin)離子半徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)位(wei)數6;有效配(pei)位(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的最重要(yao)過(guo)(guo)程(cheng)是(shi)由各種(zhong)鎂(mei)(mei)質原料(liao)，通(tong)過(guo)(guo)各種(zhong)形(xing)式的加熱(re)方法(fa)產生高(gao)溫使鎂(mei)(mei)質材(cai)料(liao)(MgO)熔化(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔體。要(yao)使氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔融，必(bi)須(xu)消耗大量的熱(re)能，以(yi)克服離子間的引力(li)。通(tong)過(guo)(guo)強大電(dian)弧(hu)產生高(gao)溫而熔化(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的方法(fa)叫做電(dian)弧(hu)熔融法(fa)。這個融化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)一般包括熱(re)的傳(chuan)導、脫水、脫碳、熔化(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大等一系列物理化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的過(guo)(guo)程(cheng)。

①脫水過程。用水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)作原(yuan)料有一脫水過程。水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)的主要成分是氫氧化鎂(mei)(mei)(mei)Mg(OH)2。其脫水過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)(tan)過程。用菱鎂(mei)礦作為原料(liao)時有(you)一個脫(tuo)碳(tan)(tan)過程，脫(tuo)碳(tan)(tan)過程包括兩個方(fang)面。一方(fang)面是菱鎂(mei)礦石(shi)(shi)的熱分解，菱鎂(mei)礦石(shi)(shi)的主要成分是碳(tan)(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由(you)于(yu)在(zai)電(dian)(dian)熔過程中往(wang)往(wang)在(zai)原料氧化鎂中加入石(shi)(shi)墨(mo)粉(fen)(fen)末添加物(助劑)，在(zai)電(dian)(dian)熔爐起動過程中需(xu)在(zai)三(san)電(dian)(dian)極(石(shi)(shi)墨(mo)電(dian)(dian)極)的(de)下端用石(shi)(shi)墨(mo)粉(fen)(fen)末鋪成三(san)角形或星(xing)形導(dao)線路(lu)，在(zai)通電(dian)(dian)過程中受熱燒(shao)損或完全燃燒(shao)除去石(shi)(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過程。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過程即氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子和(he)氧(yang)離子在強電弧產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)能(neng)(neng)作(zuo)用(yong)下(xia)，克服單晶(jing)體中的(de)(de)(de)晶(jing)格能(neng)(neng)的(de)(de)(de)束縛(fu)，變成能(neng)(neng)自由(you)運動的(de)(de)(de)過程。也就是說，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)加(jia)熱(re)(re)到一(yi)定(ding)溫度(熔(rong)(rong)點(dian))就會由(you)固體變成液體，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)。在這一(yi)過程中需消耗(hao)(hao)(hao)大量的(de)(de)(de)電能(neng)(neng)。據電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產(chan)者對用(yong)水(shui)(shui)鎂(mei)石作(zuo)原(yuan)料(liao)生(sheng)產(chan)電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)平(ping)衡(heng)的(de)(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)消耗(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)比例如下(xia)：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)體生(sheng)成熱(re)(re)消耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂(sha)生(sheng)成熱(re)(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)(de)水(shui)(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電能(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計(ji)數據可以看出，在電熔(rong)(rong)