電弧(hu)熔(rong)爐生(sheng)產(chan)電熔(rong)氧化鎂的工(gong)藝(yi)流程主要(yao)包(bao)括：原料配料、電弧(hu)熔(rong)融(rong)、破碎、選(xuan)別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選(xuan)、分類包(bao)裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有豐(feng)富的優質菱鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量高，又易于(yu)開采(cai)，因此，被廣泛用作(zuo)電熔(rong)氧化鎂(mei)的原料。采(cai)用菱鎂(mei)石作(zuo)原料，碳酸鎂(mei)分(fen)解(jie)產生CO2氣(qi)體，由于(yu)有大量氣(qi)體從爐內排出(chu)影響(xiang)著電熔(rong)過(guo)程的進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)氧化鎂的(de)結(jie)晶帶(dai)的(de)形成均有不利影響，由(you)于大量塵(chen)料飛損，使物料損耗和能量消耗增高(gao)，也惡化了車間(jian)生(sheng)產環境。但由(you)于優(you)質菱鎂礦石容易獲得，價格(ge)很低(di)廉，所以，仍是我國電(dian)熔(rong)氧化鎂用得最(zui)多最(zui)廣泛(fan)的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石(shi)中氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)含量高低和(he)(he)化(hua)學成分直(zhi)接影響到電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量，同(tong)時在電(dian)熔(rong)(rong)過程中也直(zhi)接影響到電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)得到的(de)品級(ji)比(bi)例，因此，為了保證電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量和(he)(he)品級(ji)比(bi)例，必須對各種礦石(shi)進(jin)行(xing)適當的(de)配比(bi)后進(jin)行(xing)熔(rong)(rong)煉。

②水(shui)(shui)鎂石(shi)(shi)(shi)。我國(guo)的(de)(de)遼寧省(sheng)水(shui)(shui)鎂石(shi)(shi)(shi)的(de)(de)礦源非常豐富，水(shui)(shui)鎂石(shi)(shi)(shi)中氧化(hua)鎂含量高于菱鎂礦石(shi)(shi)(shi)。它也是(shi)一(yi)種制造電熔(rong)凝氧化(hua)鎂的(de)(de)原料，部(bu)分(fen)地區水(shui)(shui)鎂石(shi)(shi)(shi)的(de)(de)化(hua)學成分(fen)見表2。

表2水鎂石(shi)的化學成(cheng)分/%

③輕(qing)燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)。以(yi)(yi)輕(qing)燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)作為電(dian)熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)原料，可以(yi)(yi)使生產環境得到改善，可以(yi)(yi)降低運輸費用。由于電(dian)熔(rong)時排出(chu)氣體少，成(cheng)分也較均勻，對提高電(dian)熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)質量有利。

我國(guo)有一(yi)些(xie)電熔(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)(mei)(mei)以(yi)輕燒(shao)(shao)氧化鎂(mei)(mei)(mei)制成(cheng)球(qiu)(qiu)料入爐(lu)(lu)電熔(rong)。輕燒(shao)(shao)氧化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)氧化鎂(mei)(mei)(mei)含量(liang)達(da)到98%，以(yi)此料能生(sheng)產(chan)出白色大(da)結晶電熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)(qiu)費用高，影響生(sheng)產(chan)成(cheng)本。目前，有的(de)廠家采(cai)用反射爐(lu)(lu)輕燒(shao)(shao)氧化鎂(mei)(mei)(mei)，以(yi)一(yi)定的(de)粒度加入熔(rong)爐(lu)(lu)電熔(rong)，電熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量(liang)比用菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本又(you)比用球(qiu)(qiu)料作(zuo)原(yuan)料時便宜，因(yin)而得(de)到了一(yi)定的(de)推(tui)廣。

④燒結鎂(mei)砂。為(wei)了某些電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)特(te)殊要求，有時(shi)(shi)必(bi)須在電(dian)熔過程中采(cai)(cai)用(yong)燒結鎂(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)熔原(yuan)料(liao)，如采(cai)(cai)用(yong)海水鎂(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)熔原(yuan)料(liao)，一般首先利(li)用(yong)處理海水和石灰乳作(zuo)用(yong)生產(chan)氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)，將氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)煅燒成輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)。用(yong)其他(ta)方(fang)(fang)法也(ye)可以(yi)制得輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(詳見(jian)工業氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)制取方(fang)(fang)法)，采(cai)(cai)用(yong)輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)作(zuo)為(wei)原(yuan)料(liao)生產(chan)電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極(ji)少量的(de)(de)(de)雜(za)質氣(qi)體(ti)(相(xiang))也(ye)屬于(yu)晶(jing)體(ti)的(de)(de)(de)雜(za)質，可明顯影響(xiang)晶(jing)粒(li)的(de)(de)(de)長大。因為(wei)雜(za)質相(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)在于(yu)增加晶(jing)界(jie)運(yun)(yun)動(dong)所需的(de)(de)(de)能量。當(dang)晶(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇(yu)時(shi)(shi)，晶(jing)體(ti)能量降低(di)，其降低(di)量與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)橫截面積成正比，所以(yi)必(bi)須提高晶(jing)界(jie)能，晶(jing)界(jie)才能離開第(di)二(er)(er)相(xiang)繼續(xu)運(yun)(yun)動(dong)。并且當(dang)晶(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇(yu)時(shi)(shi)，與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)橫截面積相(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)界(jie)必(bi)須變形，第(di)二(er)(er)相(xiang)數量愈多，晶(jing)粒(li)長大的(de)(de)(de)極(ji)限(xian)尺寸愈小。

另(ling)一方(fang)面為了降低電熔(rong)凝氧(yang)化鎂的顯氣孔率，也應盡量減少原料氧(yang)化鎂的氣體(ti)排出，因(yin)此(ci)，采用(yong)燒(shao)結鎂砂電熔(rong)有其顯著(zhu)優(you)點。

⑤電(dian)熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)單晶(jing)的(de)化(hua)(hua)學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是同原子(zi)(zi)(zi)(zi)和分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)力學本性如離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)半(ban)徑的(de)尺(chi)寸，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電位數值，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)外層結(jie)構(gou)(gou)等(deng)相(xiang)關聯。而(er)氧化(hua)鎂的(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸、質(zhi)量(liang)和電荷、陽(yang)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和陰離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)之(zhi)間的(de)結(jie)合特性和強度、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)極化(hua)作用、結(jie)晶構(gou)(gou)造(zao)等(deng)決定它是一高熔點(dian)化(hua)合物(wu)。

氧(yang)化鎂(mei)的熔點(dian)和結構(gou)參數(shu)：陽離(li)子(zi)半徑0.074mm;陰離(li)子(zi)半徑0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂制(zhi)造(zao)的最重要(yao)過(guo)程是由(you)各種鎂質原料(liao)，通(tong)過(guo)各種形式的加熱方(fang)法(fa)產生(sheng)高(gao)溫使鎂質材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化，變成氧(yang)化鎂熔(rong)(rong)體。要(yao)使氧(yang)化鎂熔(rong)(rong)融(rong)，必(bi)須(xu)消(xiao)耗大量的熱能，以克(ke)服離子間(jian)的引力。通(tong)過(guo)強大電(dian)弧產生(sheng)高(gao)溫而熔(rong)(rong)化氧(yang)化鎂的方(fang)法(fa)叫做電(dian)弧熔(rong)(rong)融(rong)法(fa)。這個融(rong)化過(guo)程一(yi)般包括熱的傳(chuan)導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)化、析晶(jing)、晶(jing)體長大等一(yi)系列(lie)物理化學變化的過(guo)程。

①脫水過程。用水鎂石作原(yuan)料有一脫水過程。水鎂石的主要成分是(shi)氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其(qi)脫水過程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。用(yong)菱(ling)鎂(mei)礦作為原(yuan)料時有一個(ge)脫碳(tan)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)，脫碳(tan)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)包括兩個(ge)方面(mian)(mian)。一方面(mian)(mian)是(shi)菱(ling)鎂(mei)礦石的熱分解，菱(ling)鎂(mei)礦石的主要成分是(shi)碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電(dian)熔(rong)過(guo)程(cheng)中(zhong)往往在(zai)原料氧化鎂中(zhong)加(jia)入(ru)石(shi)墨(mo)粉末(mo)添加(jia)物(助劑)，在(zai)電(dian)熔(rong)爐起動過(guo)程(cheng)中(zhong)需在(zai)三(san)電(dian)極(ji)(石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji))的下端(duan)用石(shi)墨(mo)粉末(mo)鋪成(cheng)三(san)角形或星形導線路，在(zai)通電(dian)過(guo)程(cheng)中(zhong)受(shou)熱燒損或完全燃燒除去(qu)石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過程(cheng)。熔(rong)化(hua)過程(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)離子和氧(yang)(yang)離子在(zai)強電弧產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)能作用下，克服(fu)單晶(jing)體(ti)(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)晶(jing)格能的(de)(de)(de)束縛，變成能自由運動的(de)(de)(de)過程(cheng)。也就(jiu)是(shi)說，氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)加(jia)熱(re)(re)到一(yi)定溫度(du)(熔(rong)點(dian))就(jiu)會由固體(ti)(ti)變成液體(ti)(ti)，叫熔(rong)化(hua)。在(zai)這(zhe)一(yi)過程(cheng)中(zhong)需消(xiao)耗大量的(de)(de)(de)電能。據(ju)電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)者(zhe)對用水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)作原料生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)平(ping)衡的(de)(de)(de)衡算，熱(re)(re)消(xiao)耗的(de)(de)(de)比例(li)如下：氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)晶(jing)體(ti)(ti)生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)消(xiao)耗值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂(sha)生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)耗值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水(shui)耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐(lu)(lu)殼的(de)(de)(de)水(shui)耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)(lu)子表面散(san)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走(zou)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電能損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些統(tong)計數據(ju)可以看出，在(zai)電熔(rong)