電弧熔(rong)(rong)爐生產(chan)電熔(rong)(rong)氧化鎂的(de)工藝流(liu)程主要包(bao)括：原料(liao)配料(liao)、電弧熔(rong)(rong)融、破碎、選(xuan)別、粉碎、篩別、磁(ci)選(xuan)、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富的(de)優質菱鎂礦石(shi)，氧化鎂含量(liang)高，又易(yi)于(yu)開采，因此(ci)，被(bei)廣泛用作電(dian)熔氧化鎂的(de)原料。采用菱鎂石(shi)作原料，碳酸鎂分解產生CO2氣(qi)體，由于(yu)有大量(liang)氣(qi)體從爐內排出影響著電(dian)熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)結晶帶的(de)(de)形成均有不利影響，由(you)于(yu)(yu)大量(liang)塵料飛損(sun)，使(shi)物(wu)料損(sun)耗(hao)(hao)和能(neng)量(liang)消耗(hao)(hao)增高，也惡化(hua)了(le)車間生產環境。但由(you)于(yu)(yu)優質菱鎂(mei)(mei)礦石容(rong)易(yi)獲得，價格很低(di)廉，所(suo)以，仍(reng)是我國電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)用得最(zui)多最(zui)廣泛的(de)(de)原料。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)。菱鎂礦(kuang)石(shi)中氧化(hua)鎂的含量高(gao)低和化(hua)學(xue)成分直接影(ying)響到(dao)(dao)電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂的質(zhi)量，同時在電(dian)(dian)熔(rong)過程(cheng)中也直接影(ying)響到(dao)(dao)電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂得到(dao)(dao)的品級比(bi)例(li)，因此，為了保證電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂的質(zhi)量和品級比(bi)例(li)，必須對各種礦(kuang)石(shi)進行(xing)適當的配比(bi)后進行(xing)熔(rong)煉。

②水(shui)(shui)鎂(mei)石。我國(guo)的遼寧省水(shui)(shui)鎂(mei)石的礦源非常豐(feng)富(fu)，水(shui)(shui)鎂(mei)石中氧(yang)化鎂(mei)含量高(gao)于菱(ling)鎂(mei)礦石。它也是一種制造電熔凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的原料，部分地(di)區水(shui)(shui)鎂(mei)石的化學成分見表2。

表2水鎂(mei)石的化(hua)學(xue)成分/%

③輕(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)。以輕(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)作為電(dian)熔(rong)(rong)氧化鎂(mei)原料，可以使生(sheng)產環境得到改善，可以降低運(yun)輸(shu)費用。由于電(dian)熔(rong)(rong)時排(pai)出氣體少(shao)，成分也較均勻，對提高電(dian)熔(rong)(rong)氧化鎂(mei)質(zhi)量有(you)利。

我國有一(yi)些(xie)電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以(yi)輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制成球料入爐電熔(rong)(rong)(rong)。輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含(han)量(liang)達(da)到(dao)98%，以(yi)此料能生產出白色(se)大結晶電熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于成球費用(yong)高(gao)，影響生產成本。目前，有的廠家(jia)采(cai)用(yong)反射(she)爐輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以(yi)一(yi)定(ding)的粒度加入熔(rong)(rong)(rong)爐電熔(rong)(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的質量(liang)比(bi)用(yong)菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)好，成本又比(bi)用(yong)球料作(zuo)原料時便(bian)宜，因而得到(dao)了一(yi)定(ding)的推廣。

④燒(shao)結(jie)(jie)鎂(mei)砂。為(wei)了(le)某些電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)特(te)殊要求，有時(shi)(shi)必(bi)須在電(dian)(dian)熔過(guo)程中(zhong)采(cai)用(yong)燒(shao)結(jie)(jie)鎂(mei)砂作為(wei)電(dian)(dian)熔原(yuan)料，如采(cai)用(yong)海水鎂(mei)砂作為(wei)電(dian)(dian)熔原(yuan)料，一般首先利用(yong)處(chu)理海水和石灰乳(ru)作用(yong)生產氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)，將(jiang)氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)煅燒(shao)成輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。用(yong)其(qi)他方法也可以制得輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(詳見工業(ye)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)制取方法)，采(cai)用(yong)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)作為(wei)原(yuan)料生產電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等(deng)研究(jiu)認為(wei)，極(ji)少量(liang)的(de)雜質氣體(ti)(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶體(ti)(ti)的(de)雜質，可明(ming)顯(xian)影響晶粒的(de)長大。因(yin)為(wei)雜質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作用(yong)在于增加晶界運(yun)動所需的(de)能(neng)(neng)量(liang)。當晶界與(yu)(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)(shi)，晶體(ti)(ti)能(neng)(neng)量(liang)降低，其(qi)降低量(liang)與(yu)(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積成正比，所以必(bi)須提高晶界能(neng)(neng)，晶界才能(neng)(neng)離開第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并且當晶界與(yu)(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)(shi)，與(yu)(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)晶界必(bi)須變形，第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)愈多，晶粒長大的(de)極(ji)限(xian)尺(chi)寸愈小。

另(ling)一方面(mian)為了(le)降低(di)電熔凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)顯氣孔(kong)率，也應盡量減少原料氧化鎂(mei)(mei)的(de)氣體排出，因此(ci)，采用燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂電熔有其顯著優點。

⑤電(dian)熔氧化鎂單晶的化學(xue)原料質(zhi)量要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性(xing)是同原子(zi)(zi)和(he)(he)分(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)量子(zi)(zi)力學本性(xing)如離(li)子(zi)(zi)半(ban)徑的(de)(de)(de)尺寸，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)電(dian)位數值(zhi)，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)外層結(jie)構等相(xiang)關聯。而氧化鎂的(de)(de)(de)離(li)子(zi)(zi)尺寸、質量和(he)(he)電(dian)荷、陽(yang)離(li)子(zi)(zi)和(he)(he)陰離(li)子(zi)(zi)之間的(de)(de)(de)結(jie)合特性(xing)和(he)(he)強(qiang)度、離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)極化作用、結(jie)晶構造等決定它是一高熔(rong)點化合物。

氧化鎂(mei)的熔(rong)點和(he)結構參數(shu)：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)位(wei)數(shu)6;有效配(pei)位(wei)數(shu)8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)制(zhi)造的(de)(de)(de)(de)最重要過(guo)(guo)程(cheng)是由(you)各(ge)(ge)種鎂(mei)(mei)(mei)(mei)質原料(liao)，通(tong)過(guo)(guo)各(ge)(ge)種形式的(de)(de)(de)(de)加熱(re)(re)方法產生高溫使(shi)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)(rong)化，變成氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)(rong)體(ti)。要使(shi)氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)(rong)融，必須消(xiao)耗大量(liang)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)能(neng)，以克服離子間的(de)(de)(de)(de)引力。通(tong)過(guo)(guo)強大電弧(hu)產生高溫而熔(rong)(rong)(rong)化氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)方法叫做電弧(hu)熔(rong)(rong)(rong)融法。這個融化過(guo)(guo)程(cheng)一(yi)般包括熱(re)(re)的(de)(de)(de)(de)傳導(dao)、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)(rong)化、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)長大等一(yi)系列物理(li)化學變化的(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)過程。用水(shui)鎂(mei)(mei)石作原料有一脫(tuo)水(shui)過程。水(shui)鎂(mei)(mei)石的主要成分是氫(qing)氧化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程。用(yong)菱(ling)鎂礦作為原料時有一(yi)個(ge)脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程，脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程包括兩個(ge)方(fang)面。一(yi)方(fang)面是菱(ling)鎂礦石的熱分解(jie)，菱(ling)鎂礦石的主(zhu)要成分是碳(tan)(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面(mian)，由于在(zai)(zai)電(dian)(dian)熔過程(cheng)中往(wang)往(wang)在(zai)(zai)原料氧化(hua)鎂中加入(ru)石(shi)(shi)墨粉末(mo)添(tian)加物(助劑)，在(zai)(zai)電(dian)(dian)熔爐起(qi)動過程(cheng)中需在(zai)(zai)三(san)電(dian)(dian)極(石(shi)(shi)墨電(dian)(dian)極)的下端用石(shi)(shi)墨粉末(mo)鋪成三(san)角(jiao)形或星形導線路，在(zai)(zai)通電(dian)(dian)過程(cheng)中受熱(re)燒損(sun)或完全燃燒除去(qu)石(shi)(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程即氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子(zi)和氧(yang)離子(zi)在(zai)(zai)強電弧(hu)產(chan)(chan)(chan)生的(de)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)作(zuo)用下，克服單晶(jing)體(ti)(ti)中(zhong)的(de)晶(jing)格能(neng)的(de)束縛(fu)，變成(cheng)能(neng)自由(you)(you)運動的(de)過(guo)程。也就是說，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)(re)到(dao)一(yi)定溫度(du)(熔(rong)(rong)點)就會由(you)(you)固體(ti)(ti)變成(cheng)液(ye)體(ti)(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)。在(zai)(zai)這(zhe)(zhe)一(yi)過(guo)程中(zhong)需(xu)消耗(hao)大量的(de)電能(neng)。據電熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)生產(chan)(chan)(chan)者對用水鎂(mei)石作(zuo)原(yuan)料(liao)生產(chan)(chan)(chan)電熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)熱(re)(re)(re)(re)平衡的(de)衡算，熱(re)(re)(re)(re)消耗(hao)的(de)比例如下：氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)體(ti)(ti)生成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)消耗(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻(que)水耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻(que)爐(lu)殼的(de)水耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表(biao)面散熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電能(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)(zhe)些統計(ji)數據可以看出(chu)，在(zai)(zai)電熔(rong)(rong)