電弧熔(rong)(rong)爐生產電熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂的工藝(yi)流(liu)程(cheng)主要包(bao)括：原料配料、電弧熔(rong)(rong)融(rong)、破碎(sui)、選(xuan)別、粉碎(sui)、篩別、磁選(xuan)、分類包(bao)裝(zhuang)等(deng)。

(1)原料

我國(guo)有豐富(fu)的優質(zhi)菱鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量高，又易(yi)于(yu)開采，因此，被廣泛用作電熔(rong)氧化鎂(mei)的原(yuan)料(liao)(liao)。采用菱鎂(mei)石作原(yuan)料(liao)(liao)，碳(tan)酸鎂(mei)分解產生CO2氣體(ti)，由于(yu)有大量氣體(ti)從(cong)爐內排出影響著電熔(rong)過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化鎂的結晶帶的形(xing)成均(jun)有不利影響(xiang)，由于大量(liang)塵料(liao)(liao)飛損，使物(wu)料(liao)(liao)損耗和能量(liang)消耗增(zeng)高，也惡(e)化了車(che)間生(sheng)產(chan)環境。但由于優質菱鎂礦石容易(yi)獲(huo)得，價格很低廉，所以，仍是(shi)我(wo)國(guo)電熔(rong)氧化鎂用得最多最廣泛的原(yuan)料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石中氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)含量高低(di)和(he)化(hua)(hua)學成(cheng)分(fen)直(zhi)接影響到(dao)電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量，同時在電(dian)熔(rong)過程(cheng)中也直(zhi)接影響到(dao)電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)得到(dao)的(de)品(pin)級比(bi)例，因(yin)此，為了保證電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量和(he)品(pin)級比(bi)例，必須對(dui)各(ge)種礦(kuang)石進(jin)行適(shi)當的(de)配比(bi)后進(jin)行熔(rong)煉。

②水(shui)(shui)鎂石(shi)(shi)。我國(guo)的遼寧省水(shui)(shui)鎂石(shi)(shi)的礦源非(fei)常豐(feng)富，水(shui)(shui)鎂石(shi)(shi)中氧化(hua)鎂含(han)量高于(yu)菱鎂礦石(shi)(shi)。它(ta)也(ye)是(shi)一種(zhong)制造電熔凝氧化(hua)鎂的原料(liao)，部(bu)分地區水(shui)(shui)鎂石(shi)(shi)的化(hua)學成(cheng)分見(jian)表2。

表2水鎂石(shi)的化學成分/%

③輕燒氧化(hua)鎂。以輕燒氧化(hua)鎂作(zuo)為電(dian)(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂原料，可(ke)以使(shi)生產環境得到改善，可(ke)以降低運輸費用。由于電(dian)(dian)熔(rong)時排出氣(qi)體少，成分(fen)也較均勻，對提(ti)高(gao)電(dian)(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂質量有利。

我(wo)國有(you)一些電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成球(qiu)料(liao)入爐電(dian)熔。輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量達到98%，以(yi)此料(liao)能生產出白色(se)大結晶電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成球(qiu)費(fei)用(yong)(yong)高，影響生產成本。目前，有(you)的(de)廠家采用(yong)(yong)反(fan)射爐輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)一定的(de)粒度加(jia)入熔爐電(dian)熔，電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量比用(yong)(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石好，成本又比用(yong)(yong)球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜(yi)，因而得(de)到了一定的(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)(sha)。為(wei)(wei)了某(mou)些電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)特殊要求，有(you)時(shi)必(bi)須(xu)(xu)在電熔(rong)(rong)過程(cheng)中采(cai)用燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電熔(rong)(rong)原料(liao)，如采(cai)用海(hai)水鎂(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電熔(rong)(rong)原料(liao)，一般首先利用處理(li)海(hai)水和石灰乳作(zuo)用生(sheng)產(chan)氫氧(yang)化鎂(mei)(mei)，將(jiang)氫氧(yang)化鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕(qing)(qing)(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)。用其(qi)他方(fang)法也可(ke)以(yi)制得輕(qing)(qing)(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(詳(xiang)見工業氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)制取方(fang)法)，采(cai)用輕(qing)(qing)(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原料(liao)生(sheng)產(chan)電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)研究認(ren)為(wei)(wei)，極(ji)少量(liang)的(de)(de)雜質氣體(ti)(相(xiang))也屬于晶(jing)體(ti)的(de)(de)雜質，可(ke)明顯影(ying)響晶(jing)粒的(de)(de)長大。因為(wei)(wei)雜質相(xiang)的(de)(de)作(zuo)用在于增加晶(jing)界(jie)(jie)運動所(suo)需的(de)(de)能量(liang)。當晶(jing)界(jie)(jie)與第(di)(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，晶(jing)體(ti)能量(liang)降(jiang)低(di)，其(qi)降(jiang)低(di)量(liang)與第(di)(di)二(er)相(xiang)橫(heng)截(jie)面積成正(zheng)比，所(suo)以(yi)必(bi)須(xu)(xu)提(ti)高晶(jing)界(jie)(jie)能，晶(jing)界(jie)(jie)才能離(li)開(kai)第(di)(di)二(er)相(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)界(jie)(jie)與第(di)(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，與第(di)(di)二(er)相(xiang)橫(heng)截(jie)面積相(xiang)等(deng)的(de)(de)晶(jing)界(jie)(jie)必(bi)須(xu)(xu)變形(xing)，第(di)(di)二(er)相(xiang)數量(liang)愈多(duo)，晶(jing)粒長大的(de)(de)極(ji)限尺寸愈小。

另一方面為了降低電熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)的顯氣孔率，也應盡量(liang)減少原料(liao)氧化鎂(mei)(mei)的氣體排(pai)出，因此，采用燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂電熔(rong)有其(qi)顯著優(you)點。

⑤電熔氧(yang)化(hua)鎂單晶的化(hua)學原(yuan)料(liao)質量要求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特性是(shi)同原子和(he)分子的量(liang)子力學本性如(ru)離(li)子半徑(jing)的尺(chi)寸，離(li)子的電(dian)位數值，離(li)子的電(dian)子外(wai)層結(jie)構(gou)等(deng)相關聯。而氧化鎂的離(li)子尺(chi)寸、質量(liang)和(he)電(dian)荷、陽離(li)子和(he)陰離(li)子之間的結(jie)合(he)特性和(he)強度、離(li)子的極化作用(yong)、結(jie)晶構(gou)造等(deng)決定它(ta)是(shi)一高熔點化合(he)物。

氧化鎂的熔點和(he)結構(gou)參數：陽離(li)子半(ban)徑0.074mm;陰(yin)離(li)子半(ban)徑0.53mm;結構(gou)類(lei)型NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)(de)(de)最重要過程(cheng)是(shi)由(you)各種(zhong)鎂(mei)(mei)質(zhi)原(yuan)料，通過各種(zhong)形(xing)式的(de)(de)(de)加熱方法(fa)產生高(gao)溫(wen)(wen)使鎂(mei)(mei)質(zhi)材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)，變(bian)成氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)體(ti)(ti)。要使氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)融(rong)，必須(xu)消(xiao)耗(hao)大(da)量的(de)(de)(de)熱能，以克服離(li)子間的(de)(de)(de)引力。通過強大(da)電(dian)弧產生高(gao)溫(wen)(wen)而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)方法(fa)叫做(zuo)電(dian)弧熔(rong)(rong)融(rong)法(fa)。這(zhe)個融(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)一般包(bao)括(kuo)熱的(de)(de)(de)傳導、脫(tuo)水(shui)、脫(tuo)碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)、析(xi)晶、晶體(ti)(ti)長大(da)等一系列(lie)物理化(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)過程(cheng)。

①脫(tuo)水過(guo)程。用水鎂石作原料(liao)有一脫(tuo)水過(guo)程。水鎂石的主要成(cheng)分(fen)是(shi)氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水過(guo)程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程。用菱鎂(mei)礦作為原料時(shi)有一個(ge)脫碳過程，脫碳過程包(bao)括(kuo)兩(liang)個(ge)方面。一方面是(shi)菱鎂(mei)礦石的(de)熱分(fen)解(jie)，菱鎂(mei)礦石的(de)主要成分(fen)是(shi)碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)(zai)(zai)電(dian)(dian)熔過程(cheng)中(zhong)往往在(zai)(zai)(zai)原料氧(yang)化鎂中(zhong)加入石(shi)墨(mo)粉末(mo)添(tian)加物(wu)(助劑)，在(zai)(zai)(zai)電(dian)(dian)熔爐起動過程(cheng)中(zhong)需(xu)在(zai)(zai)(zai)三(san)電(dian)(dian)極(石(shi)墨(mo)電(dian)(dian)極)的下端用石(shi)墨(mo)粉末(mo)鋪成三(san)角形(xing)或(huo)星形(xing)導線(xian)路，在(zai)(zai)(zai)通電(dian)(dian)過程(cheng)中(zhong)受熱燒損或(huo)完全(quan)燃燒除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)。熔化(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)即氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子(zi)和氧(yang)離子(zi)在(zai)強電(dian)弧產生(sheng)的(de)熱(re)(re)(re)能(neng)作用下，克服(fu)單(dan)晶(jing)體中(zhong)的(de)晶(jing)格(ge)能(neng)的(de)束縛，變(bian)(bian)成(cheng)能(neng)自由運動的(de)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)。也就是說，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)加(jia)熱(re)(re)(re)到一(yi)定溫(wen)度(du)(熔點(dian))就會由固(gu)體變(bian)(bian)成(cheng)液體，叫熔化(hua)(hua)。在(zai)這一(yi)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)需消耗(hao)大量(liang)的(de)電(dian)能(neng)。據電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產者對(dui)用水鎂(mei)石(shi)作原料生(sheng)產電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)熱(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)消耗(hao)的(de)比(bi)例如(ru)下：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)體生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)消耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消耗(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%，冷卻(que)水耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)水耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散(san)熱(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損(sun)失值(zhi)3.2%，從這些統計數據可以看出，在(zai)電(dian)熔