電(dian)弧熔(rong)爐生產(chan)電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂的工藝流程主要(yao)包括：原料(liao)配料(liao)、電(dian)弧熔(rong)融、破(po)碎(sui)、選(xuan)別、粉碎(sui)、篩別、磁選(xuan)、分類(lei)包裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有豐富的優質(zhi)菱鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量(liang)高，又易于開(kai)采(cai)，因此，被(bei)廣泛(fan)用作(zuo)電熔氧化鎂(mei)的原(yuan)料(liao)(liao)。采(cai)用菱鎂(mei)石作(zuo)原(yuan)料(liao)(liao)，碳酸鎂(mei)分解(jie)產生CO2氣(qi)體，由于有大量(liang)氣(qi)體從爐內排出(chu)影(ying)響著電熔過程的進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的結(jie)晶帶的形成均(jun)有不利影響，由于大(da)量(liang)(liang)塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗和能量(liang)(liang)消耗增高，也(ye)惡(e)化(hua)了(le)車(che)間生(sheng)產環境。但(dan)由于優質菱鎂(mei)(mei)礦石容易獲得，價格很低廉，所(suo)以(yi)，仍是(shi)我(wo)國電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)用得最多最廣泛的原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂礦。菱(ling)鎂礦石(shi)中氧化鎂的(de)含量高低和(he)化學成分直接影響到電(dian)熔(rong)凝氧化鎂的(de)質量，同(tong)時在電(dian)熔(rong)過程中也直接影響到電(dian)熔(rong)凝氧化鎂得到的(de)品(pin)(pin)級比例，因此，為了保證電(dian)熔(rong)凝氧化鎂的(de)質量和(he)品(pin)(pin)級比例，必須對各(ge)種礦石(shi)進行適當的(de)配比后進行熔(rong)煉。

②水(shui)鎂石(shi)。我國的遼寧省水(shui)鎂石(shi)的礦源(yuan)非常豐富，水(shui)鎂石(shi)中氧化鎂含量(liang)高于菱鎂礦石(shi)。它也是一種制造電熔凝(ning)氧化鎂的原料，部分地區水(shui)鎂石(shi)的化學成分見(jian)表2。

表(biao)2水鎂石的化(hua)學成分/%

③輕燒氧(yang)化鎂(mei)。以輕燒氧(yang)化鎂(mei)作為(wei)電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)原料(liao)，可(ke)(ke)以使生產環(huan)境得到改善，可(ke)(ke)以降低運輸費用。由于電(dian)熔時排出氣體少，成分也較均勻，對(dui)提高電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)質(zhi)量有利。

我國有一些電熔凝氧(yang)(yang)化鎂以(yi)(yi)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化鎂制成(cheng)球(qiu)(qiu)料入(ru)爐(lu)(lu)電熔。輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化鎂的氧(yang)(yang)化鎂含量(liang)達(da)到98%，以(yi)(yi)此料能生(sheng)產出白色大結(jie)晶電熔氧(yang)(yang)化鎂。但由(you)于成(cheng)球(qiu)(qiu)費用高，影響(xiang)生(sheng)產成(cheng)本。目(mu)前，有的廠(chang)家采用反射爐(lu)(lu)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化鎂，以(yi)(yi)一定的粒度加入(ru)熔爐(lu)(lu)電熔，電熔氧(yang)(yang)化鎂的質(zhi)量(liang)比用菱鎂礦(kuang)石好，成(cheng)本又比用球(qiu)(qiu)料作原料時(shi)便宜，因(yin)而得到了一定的推廣。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)(wei)了某些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)特殊要求(qiu)，有時(shi)必須在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)過程(cheng)中采用燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原料，如采用海水鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原料，一般首先(xian)利用處理海水和石灰乳作(zuo)用生產(chan)氫(qing)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)。用其(qi)他方(fang)法也(ye)可(ke)以制得輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業(ye)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)制取方(fang)法)，采用輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)原料生產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)(wei)(wei)，極少量(liang)的(de)雜(za)(za)質(zhi)氣(qi)體(相)也(ye)屬于晶體的(de)雜(za)(za)質(zhi)，可(ke)明(ming)顯影響晶粒(li)的(de)長大。因為(wei)(wei)(wei)雜(za)(za)質(zhi)相的(de)作(zuo)用在(zai)于增(zeng)加(jia)晶界(jie)運(yun)動所(suo)需的(de)能量(liang)。當(dang)晶界(jie)與(yu)(yu)第(di)(di)二(er)相相遇時(shi)，晶體能量(liang)降低(di)，其(qi)降低(di)量(liang)與(yu)(yu)第(di)(di)二(er)相橫(heng)截(jie)面(mian)積成正(zheng)比，所(suo)以必須提高(gao)晶界(jie)能，晶界(jie)才(cai)能離開第(di)(di)二(er)相繼續運(yun)動。并且當(dang)晶界(jie)與(yu)(yu)第(di)(di)二(er)相相遇時(shi)，與(yu)(yu)第(di)(di)二(er)相橫(heng)截(jie)面(mian)積相等(deng)的(de)晶界(jie)必須變形，第(di)(di)二(er)相數(shu)量(liang)愈多，晶粒(li)長大的(de)極限尺寸愈小。

另一方面(mian)為了降低電(dian)熔凝氧(yang)化鎂的顯氣孔率，也應盡(jin)量減少原(yuan)料氧(yang)化鎂的氣體排(pai)出，因(yin)此，采用燒結鎂砂電(dian)熔有(you)其顯著優點。

⑤電熔(rong)氧化鎂單晶的化學原料質(zhi)量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性是(shi)同原子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)力學本性如離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)半徑(jing)的(de)尺(chi)寸(cun)，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)位數(shu)值(zhi)，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)外層結構等相(xiang)關聯。而(er)氧化(hua)鎂的(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)、質量和(he)(he)電(dian)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(he)特性和(he)(he)強度、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)極(ji)化(hua)作用、結晶(jing)構造等決定(ding)它是(shi)一高熔(rong)點化(hua)合(he)物。

氧化鎂的熔點和結構參數(shu)：陽離子半徑(jing)0.074mm;陰離子半徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)(pei)位數(shu)6;有效配(pei)(pei)位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)最重要過(guo)程(cheng)是由(you)各(ge)(ge)種(zhong)(zhong)鎂(mei)質原料(liao)，通過(guo)各(ge)(ge)種(zhong)(zhong)形式的(de)(de)加熱(re)方(fang)法產(chan)生高溫使鎂(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)體。要使氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)融(rong)，必(bi)須消耗大量的(de)(de)熱(re)能(neng)，以克(ke)服(fu)離子間的(de)(de)引力。通過(guo)強(qiang)大電弧產(chan)生高溫而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)方(fang)法叫做電弧熔(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)一般包(bao)括熱(re)的(de)(de)傳(chuan)導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體長大等一系列物(wu)理化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)(shui)過(guo)程。用水(shui)(shui)鎂(mei)石作(zuo)原料(liao)有一脫水(shui)(shui)過(guo)程。水(shui)(shui)鎂(mei)石的主要成分是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)(shui)過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過(guo)程。用(yong)菱鎂礦(kuang)(kuang)作為原料時有(you)一(yi)個脫碳(tan)過(guo)程，脫碳(tan)過(guo)程包(bao)括兩(liang)個方(fang)面。一(yi)方(fang)面是(shi)菱鎂礦(kuang)(kuang)石的(de)熱(re)分解，菱鎂礦(kuang)(kuang)石的(de)主要成(cheng)分是(shi)碳(tan)酸(suan)鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電(dian)(dian)熔過(guo)程(cheng)中(zhong)往往在(zai)原料(liao)氧化鎂中(zhong)加入石墨(mo)粉末添加物(助劑)，在(zai)電(dian)(dian)熔爐起(qi)動過(guo)程(cheng)中(zhong)需在(zai)三(san)電(dian)(dian)極(ji)(石墨(mo)電(dian)(dian)極(ji))的下(xia)端用石墨(mo)粉末鋪成三(san)角(jiao)形(xing)或(huo)(huo)星(xing)形(xing)導線路，在(zai)通電(dian)(dian)過(guo)程(cheng)中(zhong)受熱燒損或(huo)(huo)完全燃(ran)燒除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化過程(cheng)(cheng)。熔(rong)(rong)化過程(cheng)(cheng)即(ji)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)(mei)離子(zi)和氧(yang)離子(zi)在(zai)強(qiang)電(dian)弧產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)(re)能(neng)(neng)作用下，克服單晶(jing)(jing)體(ti)中的(de)(de)晶(jing)(jing)格能(neng)(neng)的(de)(de)束(shu)縛(fu)，變(bian)成能(neng)(neng)自由運(yun)動的(de)(de)過程(cheng)(cheng)。也就(jiu)是說，氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)到一(yi)定(ding)溫(wen)度(熔(rong)(rong)點)就(jiu)會由固體(ti)變(bian)成液體(ti)，叫熔(rong)(rong)化。在(zai)這一(yi)過程(cheng)(cheng)中需消(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)生(sheng)產(chan)(chan)者對用水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石作原料生(sheng)產(chan)(chan)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)(re)(re)平(ping)衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)比例如(ru)下：氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)晶(jing)(jing)體(ti)生(sheng)成熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成熱(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水(shui)(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)(de)水(shui)(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據可以看出，在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)