電弧(hu)熔爐生產電熔氧化鎂的工藝流(liu)程主要包(bao)括：原(yuan)料配料、電弧(hu)熔融(rong)、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分類(lei)包(bao)裝等(deng)。

(1)原料

我(wo)國有(you)豐(feng)富的(de)優(you)質菱鎂(mei)(mei)礦石，氧化鎂(mei)(mei)含量高，又易于開采(cai)，因此，被廣泛用作(zuo)電(dian)熔氧化鎂(mei)(mei)的(de)原料(liao)(liao)。采(cai)用菱鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料(liao)(liao)，碳(tan)酸(suan)鎂(mei)(mei)分解產生CO2氣體，由于有(you)大(da)量氣體從爐內排出影響著電(dian)熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)結晶(jing)帶的(de)(de)形成均有不(bu)利影響，由于大量塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗(hao)(hao)和能量消耗(hao)(hao)增高，也惡化(hua)了車間生產(chan)環境。但由于優質(zhi)菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)容易獲得，價格很低廉，所(suo)以，仍(reng)是我(wo)國(guo)電熔氧化(hua)鎂(mei)用(yong)得最(zui)多最(zui)廣泛的(de)(de)原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦。菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦石中氧化(hua)鎂(mei)(mei)的含量(liang)(liang)高(gao)低和(he)化(hua)學成分直(zhi)接影(ying)(ying)響到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的質量(liang)(liang)，同時在電(dian)(dian)熔(rong)過程(cheng)中也直(zhi)接影(ying)(ying)響到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)得到(dao)的品(pin)級(ji)比例，因(yin)此(ci)，為了保證電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的質量(liang)(liang)和(he)品(pin)級(ji)比例，必(bi)須對各(ge)種礦石進行(xing)適當的配(pei)比后(hou)進行(xing)熔(rong)煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)。我國的(de)遼寧(ning)省(sheng)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)的(de)礦源非常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)中氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)含(han)量高于菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦石(shi)。它也是一種制(zhi)造電熔凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)原(yuan)料，部分(fen)(fen)地區水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)的(de)化學成分(fen)(fen)見表2。

表2水(shui)鎂石的化學成(cheng)分/%

③輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。以輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作為電(dian)熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)原料，可(ke)以使生產環境得到改(gai)善，可(ke)以降低運(yun)輸費用(yong)。由(you)于電(dian)熔時排出(chu)氣體少，成分也較(jiao)均(jun)勻(yun)，對提(ti)高電(dian)熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)質量有利(li)。

我國(guo)有(you)一(yi)些電(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)以(yi)(yi)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)制成球料入爐電(dian)熔。輕(qing)燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)化鎂(mei)(mei)含量達到98%，以(yi)(yi)此(ci)料能生(sheng)產(chan)出(chu)白色大(da)結晶電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)(mei)。但由于成球費用高，影響生(sheng)產(chan)成本。目前(qian)，有(you)的(de)廠(chang)家采用反(fan)射爐輕(qing)燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)，以(yi)(yi)一(yi)定的(de)粒(li)度加入熔爐電(dian)熔，電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質量比(bi)用菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)好，成本又比(bi)用球料作原(yuan)料時便(bian)宜，因而得(de)到了一(yi)定的(de)推(tui)廣。

④燒(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)砂。為了某些電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)特(te)殊要(yao)求，有時必須(xu)在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)過程中(zhong)采用(yong)(yong)燒(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)砂作(zuo)為電(dian)(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)(yuan)料(liao)(liao)，如(ru)采用(yong)(yong)海水鎂(mei)砂作(zuo)為電(dian)(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)(yuan)料(liao)(liao)，一般首先利用(yong)(yong)處理海水和石灰乳作(zuo)用(yong)(yong)生產氫氧(yang)(yang)化鎂(mei)，將氫氧(yang)(yang)化鎂(mei)煅燒(shao)(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)。用(yong)(yong)其他方法也可(ke)以制得輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(詳見工(gong)業氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)制取方法)，采用(yong)(yong)輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)作(zuo)為原(yuan)(yuan)料(liao)(liao)生產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等(deng)研(yan)究認為，極(ji)少量(liang)的(de)(de)(de)(de)雜質氣體(相(xiang))也屬于(yu)晶(jing)(jing)體的(de)(de)(de)(de)雜質，可(ke)明顯影響晶(jing)(jing)粒(li)(li)的(de)(de)(de)(de)長(chang)(chang)大(da)。因為雜質相(xiang)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)在于(yu)增加晶(jing)(jing)界運動(dong)所(suo)需(xu)的(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)。當晶(jing)(jing)界與(yu)(yu)(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時，晶(jing)(jing)體能(neng)量(liang)降(jiang)低，其降(jiang)低量(liang)與(yu)(yu)(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)橫(heng)截面(mian)積成正比，所(suo)以必須(xu)提高(gao)晶(jing)(jing)界能(neng)，晶(jing)(jing)界才能(neng)離(li)開(kai)第(di)(di)二(er)相(xiang)繼續運動(dong)。并且當晶(jing)(jing)界與(yu)(yu)(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時，與(yu)(yu)(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)橫(heng)截面(mian)積相(xiang)等(deng)的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)界必須(xu)變(bian)形，第(di)(di)二(er)相(xiang)數(shu)量(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒(li)(li)長(chang)(chang)大(da)的(de)(de)(de)(de)極(ji)限尺寸(cun)愈小。

另(ling)一方面為了降低電(dian)熔凝氧化鎂(mei)(mei)的顯氣孔率(lv)，也應盡量減少原料氧化鎂(mei)(mei)的氣體排出，因此，采用燒結鎂(mei)(mei)砂電(dian)熔有其顯著優點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶的化(hua)學原料質量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特性是(shi)同(tong)原子(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)的量(liang)子(zi)(zi)力學本性如離(li)(li)子(zi)(zi)半徑的尺寸，離(li)(li)子(zi)(zi)的電位數(shu)值，離(li)(li)子(zi)(zi)的電子(zi)(zi)外(wai)層結(jie)構等相關聯(lian)。而氧化(hua)鎂的離(li)(li)子(zi)(zi)尺寸、質量(liang)和(he)(he)電荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)和(he)(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)之間的結(jie)合(he)(he)特性和(he)(he)強度、離(li)(li)子(zi)(zi)的極化(hua)作用、結(jie)晶構造等決定它是(shi)一(yi)高熔點化(hua)合(he)(he)物。

氧化鎂的(de)熔點和(he)結(jie)(jie)構(gou)參數：陽(yang)離子(zi)半(ban)徑0.074mm;陰(yin)離子(zi)半(ban)徑0.53mm;結(jie)(jie)構(gou)類型(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)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造(zao)的(de)(de)(de)最重要(yao)過(guo)程是由各種鎂(mei)質(zhi)原料(liao)，通過(guo)各種形(xing)式(shi)的(de)(de)(de)加熱(re)方(fang)法(fa)產生高(gao)溫使鎂(mei)質(zhi)材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，變(bian)(bian)成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體(ti)。要(yao)使氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融(rong)，必須(xu)消耗大(da)(da)量的(de)(de)(de)熱(re)能，以(yi)克服離子(zi)間的(de)(de)(de)引力。通過(guo)強大(da)(da)電弧產生高(gao)溫而(er)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)叫(jiao)做電弧熔(rong)(rong)融(rong)法(fa)。這個融(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程一般包(bao)括熱(re)的(de)(de)(de)傳(chuan)導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)長大(da)(da)等(deng)一系(xi)列物理化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)過(guo)程。

①脫(tuo)水過程。用水鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料(liao)有一脫(tuo)水過程。水鎂(mei)(mei)石的主要成(cheng)分是氫氧(yang)化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程。用菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)作(zuo)為原料時(shi)有一個(ge)脫碳(tan)過程，脫碳(tan)過程包括(kuo)兩個(ge)方(fang)面。一方(fang)面是菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石的(de)熱分解，菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石的(de)主要成分是碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面，由于(yu)在(zai)(zai)電熔過(guo)程中(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)(zai)原(yuan)料氧化鎂中(zhong)加入石墨(mo)粉(fen)末添加物(wu)(助劑)，在(zai)(zai)電熔爐起動(dong)過(guo)程中(zhong)需在(zai)(zai)三電極(ji)(石墨(mo)電極(ji))的(de)下端用(yong)石墨(mo)粉(fen)末鋪成三角形或星形導線路，在(zai)(zai)通電過(guo)程中(zhong)受熱燒(shao)損(sun)或完全燃燒(shao)除(chu)去(qu)石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過程。熔(rong)化(hua)過程即氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)離子(zi)和氧(yang)(yang)(yang)離子(zi)在(zai)強電(dian)(dian)(dian)弧產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)熱(re)能作用(yong)下，克(ke)服單晶(jing)體(ti)(ti)中(zhong)的(de)晶(jing)格能的(de)束(shu)縛，變(bian)成(cheng)(cheng)能自(zi)由運動的(de)過程。也就是說(shuo)，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)加熱(re)到一定溫(wen)度(熔(rong)點)就會由固體(ti)(ti)變(bian)成(cheng)(cheng)液體(ti)(ti)，叫熔(rong)化(hua)。在(zai)這(zhe)一過程中(zhong)需消耗(hao)(hao)大量的(de)電(dian)(dian)(dian)能。據電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)者對用(yong)水鎂(mei)(mei)(mei)石作原料生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)熱(re)平衡(heng)的(de)衡(heng)算，熱(re)消耗(hao)(hao)的(de)比例如下：氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)晶(jing)體(ti)(ti)生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)消耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼的(de)水耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表面(mian)散(san)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)(dian)能損失(shi)值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這(zhe)些統(tong)計數據可以看(kan)出，在(zai)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)