電弧熔爐(lu)生產(chan)電熔氧化鎂的工藝(yi)流程主要(yao)包(bao)(bao)括：原(yuan)料(liao)配料(liao)、電弧熔融、破碎、選(xuan)(xuan)別(bie)、粉(fen)碎、篩別(bie)、磁選(xuan)(xuan)、分類包(bao)(bao)裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有(you)豐富的(de)(de)優質菱鎂(mei)礦石，氧(yang)化鎂(mei)含量(liang)高，又易于開采(cai)，因此，被廣泛(fan)用作電熔氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)原(yuan)料(liao)。采(cai)用菱鎂(mei)石作原(yuan)料(liao)，碳(tan)酸鎂(mei)分解產生CO2氣體(ti)，由(you)于有(you)大(da)量(liang)氣體(ti)從爐內排出影響著電熔過程的(de)(de)進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)的結晶帶的形成均有(you)不利(li)影(ying)響，由(you)于大(da)量塵料(liao)(liao)飛(fei)損，使物料(liao)(liao)損耗和能量消耗增高，也惡化(hua)(hua)了(le)車間生(sheng)產環境。但(dan)由(you)于優質菱鎂(mei)礦石容易(yi)獲(huo)得，價格很低廉，所以(yi)，仍是我國電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)用得最(zui)多最(zui)廣泛的原料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)礦石中氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)含量(liang)高低和化(hua)(hua)學成分直接影響到(dao)電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)，同(tong)時在電熔過程中也直接影響到(dao)電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)得到(dao)的(de)品(pin)級比例，因此，為了保證電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)和品(pin)級比例，必須(xu)對各種礦石進行適當的(de)配比后進行熔煉。

②水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)。我國的遼寧省水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的礦源非常豐富(fu)，水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)中氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)含量高于菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)。它也(ye)是(shi)一種制(zhi)造電熔凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的原料，部(bu)分地區水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的化學成分見表2。

表(biao)2水鎂石(shi)的化學成(cheng)分/%

③輕(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)。以(yi)輕(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)作為電熔氧化鎂(mei)(mei)原料，可(ke)以(yi)使生產(chan)環(huan)境(jing)得到(dao)改(gai)善(shan)，可(ke)以(yi)降低運(yun)輸費用(yong)。由于電熔時排出氣體少，成(cheng)分(fen)也較(jiao)均勻(yun)，對提高電熔氧化鎂(mei)(mei)質(zhi)量有(you)利。

我國(guo)有一些電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂以(yi)輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂制成球料(liao)入爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)。輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂含量(liang)達到(dao)98%，以(yi)此料(liao)能(neng)生產出白色大(da)結晶電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂。但(dan)由(you)于成球費用高，影響(xiang)生產成本(ben)。目前，有的(de)(de)廠(chang)家采用反射爐(lu)輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂，以(yi)一定的(de)(de)粒度加(jia)入熔(rong)(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)(de)質量(liang)比用菱鎂礦(kuang)石好，成本(ben)又(you)比用球料(liao)作(zuo)原(yuan)料(liao)時便(bian)宜，因而得到(dao)了一定的(de)(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)砂(sha)。為(wei)了(le)某(mou)些電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)特(te)殊要求，有時必須(xu)(xu)在電(dian)(dian)熔(rong)過程中采(cai)用(yong)燒(shao)結鎂(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，如采(cai)用(yong)海(hai)水鎂(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，一般首先利用(yong)處理海(hai)水和石灰(hui)乳作(zuo)用(yong)生產氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，將(jiang)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)煅燒(shao)成輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。用(yong)其(qi)他(ta)方(fang)法也可(ke)以(yi)制(zhi)得輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)制(zhi)取方(fang)法)，采(cai)用(yong)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)為(wei)原(yuan)料(liao)生產電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)，極(ji)少(shao)量(liang)的(de)雜(za)質氣體(相(xiang))也屬于晶(jing)體的(de)雜(za)質，可(ke)明顯(xian)影響晶(jing)粒的(de)長(chang)大。因為(wei)雜(za)質相(xiang)的(de)作(zuo)用(yong)在于增加晶(jing)界(jie)運動(dong)所需的(de)能(neng)量(liang)。當晶(jing)界(jie)與第(di)二相(xiang)相(xiang)遇時，晶(jing)體能(neng)量(liang)降低(di)，其(qi)降低(di)量(liang)與第(di)二相(xiang)橫截(jie)(jie)面積成正比，所以(yi)必須(xu)(xu)提高晶(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)才能(neng)離(li)開第(di)二相(xiang)繼續運動(dong)。并且當晶(jing)界(jie)與第(di)二相(xiang)相(xiang)遇時，與第(di)二相(xiang)橫截(jie)(jie)面積相(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)界(jie)必須(xu)(xu)變形，第(di)二相(xiang)數(shu)量(liang)愈(yu)(yu)多，晶(jing)粒長(chang)大的(de)極(ji)限尺寸愈(yu)(yu)小(xiao)。

另一(yi)方面為了降低電熔凝氧(yang)化鎂的顯氣孔率，也應盡量減少原(yuan)料氧(yang)化鎂的氣體排出，因此，采用燒(shao)結(jie)鎂砂電熔有其顯著(zhu)優點(dian)。

⑤電(dian)熔氧化鎂單晶(jing)的化學(xue)原料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的(de)(de)(de)量子(zi)(zi)力(li)學本(ben)性(xing)如離(li)子(zi)(zi)半(ban)徑的(de)(de)(de)尺寸，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)位數值(zhi)，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)外層(ceng)結構等(deng)相關聯。而氧化(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)離(li)子(zi)(zi)尺寸、質量和(he)電(dian)(dian)荷(he)、陽離(li)子(zi)(zi)和(he)陰離(li)子(zi)(zi)之(zhi)間的(de)(de)(de)結合特性(xing)和(he)強度、離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)極化(hua)(hua)作(zuo)用、結晶構造等(deng)決(jue)定它(ta)是一(yi)高熔點化(hua)(hua)合物(wu)。

氧化(hua)鎂的熔(rong)點和結(jie)構(gou)參數：陽離(li)子半徑0.074mm;陰離(li)子半徑0.53mm;結(jie)構(gou)類型NaCl;配(pei)位(wei)(wei)數6;有效配(pei)位(wei)(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)(de)(de)最重要(yao)(yao)過程是由各種鎂(mei)(mei)質(zhi)(zhi)原料，通過各種形式(shi)的(de)(de)(de)加熱方(fang)法產(chan)生高(gao)溫使鎂(mei)(mei)質(zhi)(zhi)材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變(bian)成(cheng)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)體(ti)。要(yao)(yao)使氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)融(rong)，必須消耗大(da)量的(de)(de)(de)熱能，以克服離子間的(de)(de)(de)引力。通過強大(da)電(dian)弧產(chan)生高(gao)溫而熔(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)方(fang)法叫做電(dian)弧熔(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)過程一般包括熱的(de)(de)(de)傳導(dao)、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析(xi)晶、晶體(ti)長(chang)大(da)等一系列(lie)物理化(hua)(hua)學(xue)變(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)過程。

①脫(tuo)水過(guo)(guo)程。用(yong)水鎂(mei)石作原料(liao)有(you)一脫(tuo)水過(guo)(guo)程。水鎂(mei)石的(de)主要成分是(shi)氫氧化(hua)鎂(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)水過(guo)(guo)程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程(cheng)。用菱鎂礦(kuang)作(zuo)為(wei)原料時有(you)一個(ge)脫碳過程(cheng)，脫碳過程(cheng)包括兩個(ge)方面(mian)。一方面(mian)是菱鎂礦(kuang)石(shi)(shi)的熱分解，菱鎂礦(kuang)石(shi)(shi)的主(zhu)要成(cheng)分是碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由(you)于(yu)在(zai)(zai)電熔(rong)過程中(zhong)往往在(zai)(zai)原(yuan)料氧化(hua)鎂(mei)中(zhong)加入(ru)石(shi)墨(mo)粉末添加物(助(zhu)劑)，在(zai)(zai)電熔(rong)爐起動過程中(zhong)需在(zai)(zai)三電極(ji)(石(shi)墨(mo)電極(ji))的(de)下端用石(shi)墨(mo)粉末鋪成三角形或星形導線(xian)路，在(zai)(zai)通電過程中(zhong)受(shou)熱燒(shao)損或完全燃燒(shao)除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)即氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)(mei)離子(zi)(zi)和氧(yang)離子(zi)(zi)在強電(dian)(dian)弧產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)能作(zuo)(zuo)用下(xia)(xia)，克(ke)服(fu)單晶(jing)(jing)體(ti)中的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)格能的(de)(de)(de)束(shu)縛(fu)，變成(cheng)能自由(you)運(yun)動的(de)(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。也就(jiu)(jiu)是說，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)加熱(re)(re)到(dao)一(yi)定溫度(熔(rong)(rong)(rong)點)就(jiu)(jiu)會由(you)固體(ti)變成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)。在這(zhe)一(yi)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中需消耗大量(liang)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)能。據(ju)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)生(sheng)產(chan)(chan)者(zhe)對(dui)用水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石作(zuo)(zuo)原料生(sheng)產(chan)(chan)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)平衡(heng)的(de)(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)消耗的(de)(de)(de)比例如下(xia)(xia)：氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)晶(jing)(jing)體(ti)生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)消耗值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂(sha)生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)耗值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)(que)水(shui)(shui)耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)(que)爐(lu)殼(ke)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)(zi)表面散熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能損失值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這(zhe)些(xie)統計(ji)數據(ju)可(ke)以看出，在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)