電(dian)弧(hu)熔爐生產電(dian)熔氧化鎂的工(gong)藝流程主要包(bao)括：原料配料、電(dian)弧(hu)熔融、破碎、選(xuan)別(bie)、粉碎、篩(shai)別(bie)、磁(ci)選(xuan)、分類包(bao)裝(zhuang)等。

(1)原料

我(wo)國(guo)有豐(feng)富的(de)優質菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)，氧化鎂(mei)含量高，又易于開(kai)采，因此，被廣泛(fan)用作(zuo)電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)的(de)原料(liao)。采用菱鎂(mei)石(shi)作(zuo)原料(liao)，碳酸鎂(mei)分解產生(sheng)CO2氣(qi)體(ti)，由(you)于有大量氣(qi)體(ti)從爐內排出影響著電(dian)熔(rong)過程(cheng)的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)的結晶帶(dai)的形成均有不利影響，由于(yu)大量(liang)塵料(liao)(liao)(liao)飛損，使物(wu)料(liao)(liao)(liao)損耗和(he)能量(liang)消耗增高(gao)，也惡化了(le)車(che)間(jian)生產環境。但由于(yu)優質(zhi)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石容易獲得，價格很低(di)廉，所(suo)以，仍是我國電熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)用得最(zui)多最(zui)廣(guang)泛的原料(liao)(liao)(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)中氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)含(han)量(liang)高低和(he)化(hua)學(xue)成分直接影(ying)響到電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)質量(liang)，同時(shi)在電(dian)熔(rong)(rong)過程中也直接影(ying)響到電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)得到的(de)(de)(de)品級(ji)比(bi)例，因此，為(wei)了(le)保證電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)質量(liang)和(he)品級(ji)比(bi)例，必須對各種礦(kuang)石(shi)進行適(shi)當的(de)(de)(de)配比(bi)后進行熔(rong)(rong)煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石。我國(guo)的遼寧省水(shui)鎂(mei)(mei)石的礦源非常豐(feng)富，水(shui)鎂(mei)(mei)石中(zhong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)高于菱鎂(mei)(mei)礦石。它也是(shi)一(yi)種制造電熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的原料，部分(fen)地區水(shui)鎂(mei)(mei)石的化(hua)學成分(fen)見表2。

表(biao)2水鎂石的化學成分(fen)/%

③輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂。以(yi)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂作(zuo)為(wei)電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂原料(liao)，可以(yi)使生產環境得到改(gai)善(shan)，可以(yi)降(jiang)低運輸(shu)費用。由于電熔(rong)時(shi)排出氣(qi)體(ti)少，成分(fen)也較均勻，對提高電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂質量有利。

我(wo)國有一些電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)以(yi)輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)制(zhi)成球料入(ru)爐電熔(rong)(rong)(rong)。輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)含量達(da)到98%，以(yi)此料能(neng)生產出白色大結晶電熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。但(dan)由于(yu)成球費用(yong)(yong)高，影響生產成本(ben)。目(mu)前，有的廠家采用(yong)(yong)反射爐輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，以(yi)一定(ding)的粒度加入(ru)熔(rong)(rong)(rong)爐電熔(rong)(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的質量比用(yong)(yong)菱鎂(mei)礦(kuang)石好，成本(ben)又比用(yong)(yong)球料作原料時便宜，因(yin)而得到了(le)一定(ding)的推廣(guang)。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)了某些電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)特殊要求，有(you)時(shi)必(bi)須在電(dian)熔(rong)(rong)過程中采用(yong)(yong)燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂作為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原料，如采用(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)砂作為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原料，一(yi)般首先利用(yong)(yong)處理(li)海水和石灰乳作用(yong)(yong)生產氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)成(cheng)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)其(qi)他方法(fa)也可以制(zhi)得輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工(gong)業氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)制(zhi)取方法(fa))，采用(yong)(yong)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作為(wei)(wei)原料生產電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)，極少量的(de)(de)雜質氣體(相(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)(jing)體的(de)(de)雜質，可明(ming)顯影響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)長(chang)大。因為(wei)(wei)雜質相(xiang)(xiang)的(de)(de)作用(yong)(yong)在于(yu)增加晶(jing)(jing)界運動(dong)(dong)所需的(de)(de)能(neng)(neng)量。當晶(jing)(jing)界與(yu)第二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)體能(neng)(neng)量降低，其(qi)降低量與(yu)第二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面積成(cheng)正比，所以必(bi)須提高晶(jing)(jing)界能(neng)(neng)，晶(jing)(jing)界才能(neng)(neng)離(li)開第二(er)(er)相(xiang)(xiang)繼續運動(dong)(dong)。并(bing)且(qie)當晶(jing)(jing)界與(yu)第二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)第二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)界必(bi)須變形(xing)，第二(er)(er)相(xiang)(xiang)數量愈多，晶(jing)(jing)粒長(chang)大的(de)(de)極限尺寸愈小。

另一方面為了降(jiang)低電熔(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)的顯氣(qi)孔率，也應盡量減少(shao)原料氧化鎂(mei)的氣(qi)體排出，因此，采(cai)用燒結鎂(mei)砂電熔(rong)(rong)有其(qi)顯著優點(dian)。

⑤電熔氧化鎂(mei)單晶的化學原料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些(xie)特(te)性是同原子(zi)(zi)(zi)(zi)和分子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)力學本(ben)性如離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺(chi)寸(cun)，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)(dian)位(wei)數值，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)外層結(jie)構等相關聯。而氧化鎂(mei)的(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)、質量(liang)和電(dian)(dian)荷、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和陰離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)結(jie)合特(te)性和強度、離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)極(ji)化作用、結(jie)晶(jing)構造(zao)等決定它是一高熔點(dian)化合物。

氧化(hua)鎂的熔點和(he)結構參數：陽離子(zi)半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離子(zi)半(ban)徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)(pei)位數6;有效(xiao)配(pei)(pei)位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)最重要(yao)過(guo)(guo)程(cheng)是由各種鎂(mei)(mei)質原料，通(tong)過(guo)(guo)各種形式的(de)加熱(re)方法產生高溫使(shi)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(shi)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)融(rong)，必(bi)須消耗大量的(de)熱(re)能，以克服離子間的(de)引力。通(tong)過(guo)(guo)強大電(dian)弧產生高溫而熔(rong)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)方法叫做電(dian)弧熔(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)一般包括熱(re)的(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析晶(jing)(jing)、晶(jing)(jing)體(ti)長(chang)大等一系列物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)過(guo)(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)過(guo)程。用(yong)水(shui)鎂(mei)(mei)石作原料有一脫水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂(mei)(mei)石的主要(yao)成分是氫氧化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程。用菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)作為原料(liao)時有一個脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程，脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程包括兩個方面(mian)。一方面(mian)是(shi)菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)的熱分解，菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)的主(zhu)要(yao)成分是(shi)碳(tan)(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)(zai)電(dian)熔過(guo)程中(zhong)往(wang)(wang)往(wang)(wang)在(zai)(zai)原料氧化鎂中(zhong)加入石(shi)墨粉(fen)末添(tian)加物(wu)(助劑)，在(zai)(zai)電(dian)熔爐起動過(guo)程中(zhong)需在(zai)(zai)三(san)電(dian)極(ji)(石(shi)墨電(dian)極(ji))的下(xia)端用(yong)石(shi)墨粉(fen)末鋪成三(san)角形(xing)或(huo)星形(xing)導線(xian)路，在(zai)(zai)通電(dian)過(guo)程中(zhong)受熱燒(shao)損或(huo)完全燃燒(shao)除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過程。熔(rong)化(hua)(hua)過程即氧化(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子(zi)和氧離子(zi)在強電(dian)弧產(chan)(chan)生(sheng)的熱能作(zuo)(zuo)用下，克服單晶(jing)(jing)體中的晶(jing)(jing)格能的束縛(fu)，變成能自由運動的過程。也(ye)就是說，氧化(hua)(hua)鎂(mei)加熱到一(yi)定溫(wen)度(熔(rong)點(dian))就會由固體變成液體，叫(jiao)熔(rong)化(hua)(hua)。在這一(yi)過程中需消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)大量的電(dian)能。據電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產(chan)(chan)者對用水鎂(mei)石作(zuo)(zuo)原料生(sheng)產(chan)(chan)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的熱平衡的衡算，熱消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)的比例如(ru)下：氧化(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)(jing)體生(sheng)成熱消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣(zha)皮(pi)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)熱值(zhi)15.3%，散砂(sha)生(sheng)成熱耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)(hao)(hao)熱值(zhi)8.4%，冷卻爐殼(ke)的水耗(hao)(hao)(hao)熱值(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散熱值(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走熱值(zhi)28.8%。電(dian)能損失值(zhi)3.2%，從這些統計數據可(ke)以(yi)看出，在電(dian)熔(rong)