電弧熔爐生(sheng)產電熔氧(yang)化(hua)鎂的(de)工藝流程主要包(bao)(bao)括：原料配料、電弧熔融、破碎、選(xuan)別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選(xuan)、分(fen)類包(bao)(bao)裝等(deng)。

(1)原料

我國有(you)豐富的優質菱鎂(mei)(mei)礦石，氧化鎂(mei)(mei)含量高，又易于開(kai)采，因此，被廣泛(fan)用作電熔氧化鎂(mei)(mei)的原料。采用菱鎂(mei)(mei)石作原料，碳酸(suan)鎂(mei)(mei)分(fen)解產生(sheng)CO2氣體，由于有(you)大量氣體從爐內排出(chu)影響(xiang)著電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂(mei)的(de)結晶帶的(de)形成均有不利影響(xiang)，由于大量塵料飛(fei)損，使物(wu)料損耗和能量消耗增高，也惡化了(le)車(che)間生(sheng)產(chan)環境。但(dan)由于優質菱(ling)鎂(mei)礦石容易獲得，價格很低(di)廉，所(suo)以，仍是我國(guo)電熔氧化鎂(mei)用(yong)得最多最廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)。菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)石中氧化鎂(mei)(mei)的含量(liang)高低(di)和(he)化學成(cheng)分直(zhi)接影(ying)響到(dao)電熔凝氧化鎂(mei)(mei)的質(zhi)量(liang)，同時在電熔過程中也直(zhi)接影(ying)響到(dao)電熔凝氧化鎂(mei)(mei)得到(dao)的品級(ji)(ji)比例(li)，因此(ci)，為了保證電熔凝氧化鎂(mei)(mei)的質(zhi)量(liang)和(he)品級(ji)(ji)比例(li)，必須對(dui)各種礦(kuang)(kuang)石進行適當的配比后進行熔煉。

②水鎂(mei)(mei)石。我國的(de)遼寧(ning)省(sheng)水鎂(mei)(mei)石的(de)礦(kuang)源(yuan)非(fei)常(chang)豐富，水鎂(mei)(mei)石中氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石。它也是一(yi)種制(zhi)造電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)原料，部分地區水鎂(mei)(mei)石的(de)化學成(cheng)分見(jian)表2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕燒氧(yang)化(hua)鎂。以(yi)(yi)輕燒氧(yang)化(hua)鎂作為電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂原料，可(ke)以(yi)(yi)使(shi)生產環境得到改善，可(ke)以(yi)(yi)降低(di)運(yun)輸費用(yong)。由于電(dian)熔(rong)時排出氣體少(shao)，成分也較均勻，對提高電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂質量有利。

我國有(you)一些(xie)電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)以(yi)輕燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)制成(cheng)球料(liao)入爐(lu)電熔(rong)(rong)。輕燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)氧(yang)化鎂(mei)(mei)含(han)量達到98%，以(yi)此料(liao)能生(sheng)產出白(bai)色(se)大結晶電熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)。但由于成(cheng)球費用(yong)高，影響生(sheng)產成(cheng)本(ben)。目前(qian)，有(you)的(de)(de)(de)廠家采用(yong)反射(she)爐(lu)輕燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)，以(yi)一定的(de)(de)(de)粒度(du)加入熔(rong)(rong)爐(lu)電熔(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)質量比(bi)用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)好，成(cheng)本(ben)又(you)比(bi)用(yong)球料(liao)作原(yuan)料(liao)時便宜，因而得到了一定的(de)(de)(de)推廣。

④燒(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)了某些電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的特殊要求(qiu)，有時必(bi)須在電熔過程中采(cai)用(yong)燒(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)電熔原(yuan)料(liao)，如(ru)采(cai)用(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)電熔原(yuan)料(liao)，一般首先利用(yong)處理海水和石灰(hui)乳作(zuo)(zuo)用(yong)生產氫氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)(shao)成(cheng)輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)其(qi)他方(fang)法也(ye)可以(yi)制得輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的制取方(fang)法)，采(cai)用(yong)輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)原(yuan)料(liao)生產電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和拉(la)特爾(er)(Ruttere)等研究認為(wei)，極少(shao)量的雜(za)(za)質氣體(相(xiang)(xiang))也(ye)屬(shu)于(yu)晶(jing)(jing)(jing)體的雜(za)(za)質，可明顯影(ying)響晶(jing)(jing)(jing)粒的長大。因為(wei)雜(za)(za)質相(xiang)(xiang)的作(zuo)(zuo)用(yong)在于(yu)增加(jia)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)運動(dong)所需的能(neng)量。當(dang)(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)體能(neng)量降低，其(qi)降低量與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)橫截面積(ji)成(cheng)正比，所以(yi)必(bi)須提高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)才能(neng)離開第(di)二相(xiang)(xiang)繼(ji)續運動(dong)。并(bing)且當(dang)(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)橫截面積(ji)相(xiang)(xiang)等的晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)必(bi)須變形，第(di)二相(xiang)(xiang)數量愈多，晶(jing)(jing)(jing)粒長大的極限尺寸愈小(xiao)。

另(ling)一方面為了降低電熔(rong)凝氧化鎂(mei)的顯氣孔率(lv)，也(ye)應盡量減(jian)少原(yuan)料氧化鎂(mei)的氣體(ti)排出，因(yin)此，采(cai)用燒結鎂(mei)砂電熔(rong)有其顯著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學(xue)原料(liao)質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原子和(he)(he)分子的(de)(de)(de)量子力學(xue)本(ben)性(xing)如離(li)(li)(li)子半徑(jing)的(de)(de)(de)尺寸，離(li)(li)(li)子的(de)(de)(de)電(dian)位(wei)數值，離(li)(li)(li)子的(de)(de)(de)電(dian)子外層(ceng)結(jie)(jie)構等相(xiang)關(guan)聯。而氧化(hua)鎂的(de)(de)(de)離(li)(li)(li)子尺寸、質量和(he)(he)電(dian)荷(he)、陽離(li)(li)(li)子和(he)(he)陰離(li)(li)(li)子之(zhi)間的(de)(de)(de)結(jie)(jie)合特性(xing)和(he)(he)強(qiang)度、離(li)(li)(li)子的(de)(de)(de)極化(hua)作用、結(jie)(jie)晶(jing)構造等決(jue)定它是一(yi)高(gao)熔點(dian)化(hua)合物。

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

電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造(zao)的(de)(de)(de)(de)最重要過(guo)程(cheng)是由各種(zhong)鎂(mei)質(zhi)原料，通(tong)過(guo)各種(zhong)形式的(de)(de)(de)(de)加熱(re)方法產生(sheng)高(gao)溫使鎂(mei)質(zhi)材料(MgO)熔化(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔體。要使氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔融(rong)，必(bi)須消耗大量(liang)的(de)(de)(de)(de)熱(re)能(neng)，以(yi)克(ke)服(fu)離子間的(de)(de)(de)(de)引(yin)力(li)。通(tong)過(guo)強大電弧(hu)產生(sheng)高(gao)溫而熔化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)方法叫做電弧(hu)熔融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)一般包括熱(re)的(de)(de)(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔化(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大等一系列物理化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)過(guo)程。用(yong)水(shui)鎂石(shi)作原料(liao)有一脫水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂石(shi)的主要(yao)成分是(shi)氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)碳(tan)過程。用菱(ling)鎂(mei)礦作為(wei)原料時有一個脫(tuo)(tuo)碳(tan)過程，脫(tuo)(tuo)碳(tan)過程包括兩個方面。一方面是(shi)(shi)菱(ling)鎂(mei)礦石的熱分解，菱(ling)鎂(mei)礦石的主(zhu)要成分是(shi)(shi)碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電熔過(guo)程中(zhong)往往在(zai)原料(liao)氧化鎂(mei)中(zhong)加入石(shi)(shi)墨(mo)(mo)粉末(mo)添加物(助劑)，在(zai)電熔爐起動(dong)過(guo)程中(zhong)需(xu)在(zai)三電極(石(shi)(shi)墨(mo)(mo)電極)的下端用石(shi)(shi)墨(mo)(mo)粉末(mo)鋪成三角形或(huo)星形導線路，在(zai)通(tong)電過(guo)程中(zhong)受熱燒損或(huo)完全燃燒除去(qu)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程。熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程即(ji)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離(li)(li)子和氧(yang)(yang)離(li)(li)子在強電(dian)(dian)弧產生(sheng)(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)能作用下(xia)，克服單晶(jing)(jing)體中的(de)(de)晶(jing)(jing)格能的(de)(de)束縛，變(bian)成(cheng)能自由(you)運動(dong)的(de)(de)過(guo)程。也就(jiu)是(shi)說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)到一定溫度(熔(rong)點(dian))就(jiu)會(hui)由(you)固體變(bian)成(cheng)液(ye)體，叫熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)。在這一過(guo)程中需消(xiao)(xiao)耗(hao)大量的(de)(de)電(dian)(dian)能。據電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)產者對用水鎂(mei)石作原料生(sheng)(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱(re)(re)平衡(heng)的(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)的(de)(de)比(bi)例如下(xia)：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)(jing)體生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)(xiao)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼(ke)的(de)(de)水耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散(san)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能損失(shi)值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據可(ke)以看出(chu)，在電(dian)(dian)熔(rong)