電(dian)弧熔爐(lu)生產電(dian)熔氧化鎂(mei)的工藝流程主要包括：原(yuan)料(liao)(liao)配料(liao)(liao)、電(dian)弧熔融、破碎(sui)、選別(bie)、粉碎(sui)、篩(shai)別(bie)、磁選、分類包裝等。

(1)原料

我國(guo)有(you)豐(feng)富的(de)優質菱鎂(mei)礦石(shi)，氧(yang)化鎂(mei)含量高，又易于(yu)開(kai)采，因此，被廣(guang)泛用(yong)(yong)作(zuo)電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)的(de)原料。采用(yong)(yong)菱鎂(mei)石(shi)作(zuo)原料，碳(tan)酸鎂(mei)分解產(chan)生CO2氣體，由(you)于(yu)有(you)大量氣體從爐(lu)內(nei)排出影響(xiang)著電熔(rong)過程的(de)進(jin)行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂(mei)的(de)結(jie)晶帶的(de)形成均有不利(li)影(ying)響，由(you)(you)于(yu)大(da)量塵料飛損(sun)，使(shi)物料損(sun)耗和能(neng)量消耗增(zeng)高，也惡化了車間生產環境(jing)。但由(you)(you)于(yu)優質(zhi)菱鎂(mei)礦石容易(yi)獲(huo)得，價格(ge)很低廉，所(suo)以，仍是我(wo)國電熔氧化鎂(mei)用(yong)得最多最廣泛的(de)原(yuan)料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石中氧化鎂(mei)的(de)(de)含(han)量(liang)(liang)高低和化學成分(fen)直接(jie)(jie)影響到電(dian)熔(rong)凝氧化鎂(mei)的(de)(de)質量(liang)(liang)，同時在(zai)電(dian)熔(rong)過程中也直接(jie)(jie)影響到電(dian)熔(rong)凝氧化鎂(mei)得到的(de)(de)品級(ji)比(bi)例，因此(ci)，為了保證(zheng)電(dian)熔(rong)凝氧化鎂(mei)的(de)(de)質量(liang)(liang)和品級(ji)比(bi)例，必須(xu)對各種礦(kuang)石進行適當的(de)(de)配比(bi)后進行熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)。我國(guo)的(de)遼寧省(sheng)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的(de)礦源(yuan)非(fei)常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)中氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)。它(ta)也(ye)是一種(zhong)制造電熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)原料(liao)，部分地區水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的(de)化(hua)學(xue)成分見表(biao)2。

表2水鎂石的化(hua)學成(cheng)分/%

③輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。以輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作為電(dian)(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)原(yuan)料，可(ke)以使生產環境得(de)到改善，可(ke)以降低(di)運輸費用。由于電(dian)(dian)熔時(shi)排(pai)出氣體少，成(cheng)分也較均勻，對提高電(dian)(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)質量有利。

我(wo)國有一些(xie)電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)以(yi)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)制(zhi)成(cheng)(cheng)球料(liao)入(ru)爐(lu)電熔(rong)。輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)化(hua)鎂(mei)含(han)量達到98%，以(yi)此(ci)料(liao)能生產出白色大(da)結(jie)晶(jing)電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)(cheng)球費用高，影(ying)響(xiang)生產成(cheng)(cheng)本(ben)。目前，有的(de)廠家采用反射爐(lu)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)，以(yi)一定(ding)的(de)粒度加入(ru)熔(rong)爐(lu)電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質量比(bi)用菱鎂(mei)礦石好，成(cheng)(cheng)本(ben)又比(bi)用球料(liao)作原料(liao)時便宜，因而(er)得到了一定(ding)的(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)砂。為了某些電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)特殊要求，有時必(bi)須(xu)在電熔(rong)過程(cheng)中采用(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)砂作(zuo)為電熔(rong)原(yuan)料(liao)(liao)，如采用(yong)海水鎂(mei)砂作(zuo)為電熔(rong)原(yuan)料(liao)(liao)，一般首先利用(yong)處理(li)海水和石灰乳作(zuo)用(yong)生產氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)煅燒(shao)(shao)成(cheng)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。用(yong)其他方法(fa)也可以制(zhi)得輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(詳見(jian)工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)制(zhi)取方法(fa))，采用(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)為原(yuan)料(liao)(liao)生產電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)研究認為，極(ji)(ji)少量的(de)雜(za)質(zhi)氣體(相(xiang))也屬于晶(jing)(jing)體的(de)雜(za)質(zhi)，可明顯影(ying)響(xiang)晶(jing)(jing)粒的(de)長大。因為雜(za)質(zhi)相(xiang)的(de)作(zuo)用(yong)在于增加晶(jing)(jing)界運動所需的(de)能(neng)量。當(dang)晶(jing)(jing)界與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇(yu)時，晶(jing)(jing)體能(neng)量降低，其降低量與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)橫截(jie)面積成(cheng)正比，所以必(bi)須(xu)提高晶(jing)(jing)界能(neng)，晶(jing)(jing)界才能(neng)離開第(di)(di)二(er)相(xiang)繼(ji)續運動。并且當(dang)晶(jing)(jing)界與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇(yu)時，與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)橫截(jie)面積相(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)(jing)界必(bi)須(xu)變形，第(di)(di)二(er)相(xiang)數(shu)量愈(yu)多，晶(jing)(jing)粒長大的(de)極(ji)(ji)限(xian)尺寸(cun)愈(yu)小。

另一方面為了降低(di)電熔凝氧化鎂(mei)的顯氣(qi)孔率，也應盡(jin)量減少(shao)原料氧化鎂(mei)的氣(qi)體排(pai)出(chu)，因此(ci)，采用燒(shao)結(jie)鎂(mei)砂(sha)電熔有其顯著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原(yuan)料質量(liang)要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特性(xing)(xing)是同原子(zi)和(he)(he)分子(zi)的量子(zi)力(li)學本性(xing)(xing)如離(li)子(zi)半徑的尺寸(cun)，離(li)子(zi)的電(dian)位數值，離(li)子(zi)的電(dian)子(zi)外層結構(gou)等(deng)相關聯。而(er)氧化(hua)鎂的離(li)子(zi)尺寸(cun)、質(zhi)量和(he)(he)電(dian)荷、陽離(li)子(zi)和(he)(he)陰離(li)子(zi)之間的結合特性(xing)(xing)和(he)(he)強度(du)、離(li)子(zi)的極(ji)化(hua)作用、結晶構(gou)造等(deng)決(jue)定它是一高熔點化(hua)合物。

氧(yang)化鎂的熔點和結構參數：陽(yang)離子半徑0.074mm;陰(yin)離子半徑0.53mm;結構類(lei)型(xing)NaCl;配位(wei)數6;有效配位(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制(zhi)造的(de)最(zui)重要過(guo)程是由各種鎂(mei)(mei)質原料，通過(guo)各種形式的(de)加熱(re)(re)方法產生高(gao)(gao)溫使(shi)鎂(mei)(mei)質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)體(ti)(ti)。要使(shi)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)融(rong)，必須消耗(hao)大(da)量的(de)熱(re)(re)能，以克(ke)服離子間(jian)的(de)引力。通過(guo)強大(da)電弧(hu)產生高(gao)(gao)溫而(er)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)方法叫做電弧(hu)熔(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程一般包括熱(re)(re)的(de)傳導、脫(tuo)水(shui)、脫(tuo)碳(tan)、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)(ti)長大(da)等一系列物理(li)化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的(de)過(guo)程。

①脫水(shui)過(guo)程。用水(shui)鎂(mei)石作原料有(you)一脫水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂(mei)石的主(zhu)要成分是(shi)氫(qing)氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫水(shui)過(guo)程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)碳(tan)過(guo)(guo)程。用菱(ling)鎂礦(kuang)作為原料時有(you)一個脫(tuo)(tuo)碳(tan)過(guo)(guo)程，脫(tuo)(tuo)碳(tan)過(guo)(guo)程包(bao)括兩個方面。一方面是菱(ling)鎂礦(kuang)石的(de)熱(re)分解，菱(ling)鎂礦(kuang)石的(de)主要成分是碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由于在(zai)(zai)電(dian)熔過程中(zhong)往(wang)(wang)往(wang)(wang)在(zai)(zai)原料氧化(hua)鎂中(zhong)加入(ru)石(shi)(shi)(shi)墨粉末添(tian)加物(助劑)，在(zai)(zai)電(dian)熔爐起動過程中(zhong)需在(zai)(zai)三(san)(san)電(dian)極(ji)(石(shi)(shi)(shi)墨電(dian)極(ji))的下端(duan)用石(shi)(shi)(shi)墨粉末鋪成三(san)(san)角形或星形導(dao)線(xian)路，在(zai)(zai)通電(dian)過程中(zhong)受熱燒(shao)(shao)損或完全燃燒(shao)(shao)除去(qu)石(shi)(shi)(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過程。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過程即氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)離子(zi)和氧離子(zi)在(zai)強電(dian)弧產生的(de)(de)(de)熱(re)(re)能(neng)(neng)作用下(xia)，克(ke)服單(dan)晶體(ti)(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)晶格能(neng)(neng)的(de)(de)(de)束縛，變成能(neng)(neng)自由(you)運動(dong)的(de)(de)(de)過程。也就是(shi)說，氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)加熱(re)(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)點)就會由(you)固(gu)體(ti)(ti)變成液(ye)體(ti)(ti)，叫(jiao)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)。在(zai)這(zhe)一過程中(zhong)需消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)大(da)量的(de)(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)生產者對用水鎂(mei)(mei)(mei)石作原(yuan)料生產電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)平衡的(de)(de)(de)衡算，熱(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)(de)比例如下(xia)：氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)晶體(ti)(ti)生成熱(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生成熱(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)卻(que)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻(que)爐(lu)殼的(de)(de)(de)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表面散熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損失(shi)值(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計(ji)數據可以看出(chu)，在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)