電弧熔(rong)爐生(sheng)產電熔(rong)氧化(hua)鎂的工藝(yi)流程(cheng)主(zhu)要(yao)包括：原(yuan)料(liao)配料(liao)、電弧熔(rong)融、破碎(sui)、選別(bie)、粉碎(sui)、篩別(bie)、磁(ci)選、分類包裝等。

(1)原料

我(wo)國有豐富的(de)優(you)質菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含(han)量高，又易于開采，因此，被(bei)廣泛用(yong)作電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)原(yuan)料(liao)。采用(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)石作原(yuan)料(liao)，碳酸鎂(mei)(mei)(mei)分解(jie)產生CO2氣體(ti)，由于有大量氣體(ti)從爐內排出影(ying)響著電(dian)熔(rong)過(guo)程的(de)進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化鎂的結晶帶的形成均(jun)有不(bu)利影響，由于大量塵料飛損，使物料損耗和能量消耗增高(gao)，也(ye)惡(e)化了車間生產環(huan)境。但由于優(you)質(zhi)菱(ling)鎂礦石(shi)容易獲得，價(jia)格(ge)很低(di)廉，所以，仍是我國電熔氧(yang)化鎂用得最(zui)多最(zui)廣泛(fan)的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)石中(zhong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的含(han)量高低(di)和化(hua)(hua)學(xue)成分直(zhi)接影響到(dao)(dao)電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的質量，同時在電(dian)熔過程中(zhong)也直(zhi)接影響到(dao)(dao)電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)得(de)到(dao)(dao)的品(pin)級比(bi)(bi)例，因此，為了保證電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的質量和品(pin)級比(bi)(bi)例，必須對各種礦(kuang)石進行適當的配比(bi)(bi)后進行熔煉。

②水鎂(mei)(mei)(mei)石。我(wo)國的(de)(de)(de)遼寧省水鎂(mei)(mei)(mei)石的(de)(de)(de)礦源非常豐富，水鎂(mei)(mei)(mei)石中氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石。它也是一(yi)種制造(zao)電熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)原料，部分(fen)地區水鎂(mei)(mei)(mei)石的(de)(de)(de)化學成(cheng)分(fen)見(jian)表2。

表2水(shui)鎂(mei)石的化學成分/%

③輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)。以輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)作為電熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)原料，可以使生產環(huan)境得到改善，可以降低運輸費用。由于電熔(rong)(rong)時排出(chu)氣體(ti)少，成分也較(jiao)均勻，對提高電熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)質量(liang)有(you)利(li)。

我國有一(yi)些(xie)電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)以(yi)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)制(zhi)成(cheng)球料入(ru)爐(lu)(lu)電熔(rong)。輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)化鎂(mei)(mei)含量達(da)到(dao)(dao)98%，以(yi)此料能生產出白色大結晶電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)。但由于成(cheng)球費用(yong)(yong)高，影響(xiang)生產成(cheng)本。目(mu)前(qian)，有的(de)廠家采(cai)用(yong)(yong)反(fan)射爐(lu)(lu)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)，以(yi)一(yi)定的(de)粒(li)度(du)加入(ru)熔(rong)爐(lu)(lu)電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質量比用(yong)(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本又比用(yong)(yong)球料作原料時便宜，因而得到(dao)(dao)了(le)一(yi)定的(de)推廣。

④燒(shao)(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)了某(mou)些電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的特殊要求，有(you)時(shi)(shi)必須在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)過程中采用(yong)燒(shao)(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂作為(wei)(wei)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料，如(ru)采用(yong)海水鎂(mei)(mei)砂作為(wei)(wei)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料，一(yi)般(ban)首先利用(yong)處理海水和(he)石灰乳作用(yong)生產(chan)氫氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)(shao)(shao)成(cheng)輕燒(shao)(shao)(shao)(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)其(qi)他方(fang)法也可以(yi)制得輕燒(shao)(shao)(shao)(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業(ye)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的制取方(fang)法)，采用(yong)輕燒(shao)(shao)(shao)(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作為(wei)(wei)原(yuan)料生產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉(la)特爾(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)，極少量(liang)的雜(za)質氣體(ti)(相(xiang))也屬于晶體(ti)的雜(za)質，可明顯影響晶粒的長大。因為(wei)(wei)雜(za)質相(xiang)的作用(yong)在于增加晶界(jie)運(yun)動(dong)所需的能(neng)(neng)量(liang)。當晶界(jie)與(yu)(yu)第二相(xiang)相(xiang)遇時(shi)(shi)，晶體(ti)能(neng)(neng)量(liang)降低(di)，其(qi)降低(di)量(liang)與(yu)(yu)第二相(xiang)橫截面積成(cheng)正比(bi)，所以(yi)必須提高晶界(jie)能(neng)(neng)，晶界(jie)才能(neng)(neng)離開第二相(xiang)繼續運(yun)動(dong)。并且當晶界(jie)與(yu)(yu)第二相(xiang)相(xiang)遇時(shi)(shi)，與(yu)(yu)第二相(xiang)橫截面積相(xiang)等的晶界(jie)必須變形，第二相(xiang)數(shu)量(liang)愈(yu)多，晶粒長大的極限尺寸愈(yu)小。

另一方面為了降(jiang)低電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)的顯(xian)氣孔(kong)率，也(ye)應(ying)盡量減少原料氧(yang)(yang)化鎂(mei)的氣體排出，因此，采用燒結鎂(mei)砂(sha)電(dian)熔(rong)有其顯(xian)著優點(dian)。

⑤電熔(rong)氧化鎂單晶(jing)的化學原料(liao)質量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是同原子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)力學本性(xing)如離子(zi)(zi)(zi)(zi)半(ban)徑的(de)(de)尺寸(cun)，離子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)(dian)位數值(zhi)，離子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)外(wai)層結(jie)構等(deng)相關(guan)聯。而氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)離子(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸(cun)、質量(liang)和(he)(he)電(dian)(dian)荷、陽離子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)(he)陰離子(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)結(jie)合特(te)性(xing)和(he)(he)強度、離子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極化(hua)作用、結(jie)晶構造等(deng)決(jue)定它是一(yi)高熔(rong)點化(hua)合物。

氧化鎂的熔(rong)點和結構參數：陽(yang)離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構類(lei)型NaCl;配(pei)位(wei)(wei)數6;有效配(pei)位(wei)(wei)數8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制造的(de)最重要過程是(shi)由各(ge)種(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)質原料，通(tong)過各(ge)種(zhong)形式的(de)加熱(re)方法產生(sheng)高(gao)溫使鎂(mei)(mei)(mei)質材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)體(ti)。要使氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)融(rong)，必須消耗大(da)量的(de)熱(re)能(neng)，以克(ke)服(fu)離子間的(de)引力。通(tong)過強大(da)電弧產生(sheng)高(gao)溫而(er)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)方法叫做電弧熔(rong)(rong)融(rong)法。這個(ge)融(rong)化(hua)(hua)(hua)過程一般包括(kuo)熱(re)的(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)長大(da)等(deng)一系列物理化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的(de)過程。

①脫(tuo)水(shui)(shui)過(guo)(guo)程。用(yong)水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)作原料(liao)有一(yi)脫(tuo)水(shui)(shui)過(guo)(guo)程。水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)的主要成分是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)水(shui)(shui)過(guo)(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程。用菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)作為原(yuan)料時有(you)一個脫碳過程，脫碳過程包括(kuo)兩個方(fang)面。一方(fang)面是菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石的熱分解，菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石的主要成分是碳酸(suan)鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面(mian)，由于(yu)在(zai)電熔過程(cheng)(cheng)中往往在(zai)原料氧(yang)化鎂中加入石墨(mo)粉末(mo)添加物(助劑)，在(zai)電熔爐起動過程(cheng)(cheng)中需(xu)在(zai)三電極(ji)(石墨(mo)電極(ji))的下(xia)端用(yong)石墨(mo)粉末(mo)鋪(pu)成三角(jiao)形或星形導(dao)線(xian)路，在(zai)通電過程(cheng)(cheng)中受熱燒損(sun)或完(wan)全(quan)燃燒除(chu)去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化過程(cheng)。熔(rong)(rong)化過程(cheng)即氧化鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子(zi)(zi)和氧離子(zi)(zi)在(zai)強電(dian)弧產(chan)生(sheng)的(de)熱(re)(re)(re)能(neng)(neng)作(zuo)(zuo)用(yong)下，克服(fu)單晶(jing)體中(zhong)的(de)晶(jing)格(ge)能(neng)(neng)的(de)束(shu)縛(fu)，變成(cheng)能(neng)(neng)自由運(yun)動的(de)過程(cheng)。也就(jiu)是說，氧化鎂(mei)加熱(re)(re)(re)到一定(ding)溫度(du)(熔(rong)(rong)點(dian))就(jiu)會由固體變成(cheng)液體，叫熔(rong)(rong)化。在(zai)這(zhe)一過程(cheng)中(zhong)需消耗(hao)大(da)量的(de)電(dian)能(neng)(neng)。據(ju)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)生(sheng)產(chan)者對用(yong)水鎂(mei)石作(zuo)(zuo)原料生(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)的(de)熱(re)(re)(re)平(ping)衡的(de)衡算(suan)，熱(re)(re)(re)消耗(hao)的(de)比例如下：氧化鎂(mei)晶(jing)體生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)消耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮(pi)消耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)卻(que)水耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻(que)爐殼的(de)水耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)(zi)表面(mian)散(san)熱(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙(yan)氣(qi)帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數據(ju)可以(yi)看(kan)出，在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)