電弧(hu)熔(rong)(rong)爐(lu)生產電熔(rong)(rong)氧化鎂的工藝流程主要包括(kuo)：原(yuan)料配料、電弧(hu)熔(rong)(rong)融、破碎、選別、粉碎、篩(shai)別、磁選、分類包裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富(fu)的優(you)質菱鎂(mei)礦石，氧(yang)化鎂(mei)含量高，又易(yi)于開采，因此，被廣泛用(yong)作(zuo)電熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂(mei)的原(yuan)料(liao)。采用(yong)菱鎂(mei)石作(zuo)原(yuan)料(liao)，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣體(ti)，由于有(you)大量氣體(ti)從爐內排(pai)出(chu)影響著電熔(rong)(rong)過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化鎂的(de)結(jie)晶帶的(de)形成均有不利影響，由(you)于大量(liang)塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗和(he)能量(liang)消耗增高，也惡化了車間生(sheng)產環(huan)境。但由(you)于優質菱鎂礦石容易(yi)獲得(de)，價格很(hen)低廉，所以，仍是我國(guo)電熔氧(yang)化鎂用(yong)得(de)最(zui)多最(zui)廣泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)中氧(yang)化(hua)鎂(mei)的含量高低和化(hua)學成(cheng)分直接影響到電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的質量，同時(shi)在電(dian)熔(rong)過程中也直接影響到電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)得到的品級比例，因此，為了保證電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的質量和品級比例，必須對(dui)各種礦(kuang)石(shi)進(jin)行(xing)適(shi)當的配(pei)比后進(jin)行(xing)熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)石。我國的遼寧省(sheng)水(shui)鎂(mei)石的礦源非(fei)常(chang)豐富，水(shui)鎂(mei)石中氧(yang)化鎂(mei)含(han)量高于(yu)菱鎂(mei)礦石。它也是(shi)一(yi)種制造(zao)電熔凝氧(yang)化鎂(mei)的原料，部分(fen)地區水(shui)鎂(mei)石的化學成分(fen)見表2。

表2水(shui)鎂石(shi)的化學(xue)成分/%

③輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)。以輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)作為電(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)原料，可以使(shi)生(sheng)產環(huan)境(jing)得到(dao)改善，可以降(jiang)低運輸費用。由(you)于電(dian)熔(rong)(rong)時排(pai)出氣體少，成分也較均勻，對提高電(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)質量有利。

我國有(you)(you)一些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)以(yi)(yi)輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)制成(cheng)球(qiu)料入(ru)爐電(dian)熔(rong)(rong)。輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)的氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量達到(dao)98%，以(yi)(yi)此料能生(sheng)產出白色大結晶電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。但由于(yu)成(cheng)球(qiu)費(fei)用高，影響生(sheng)產成(cheng)本(ben)。目前，有(you)(you)的廠家采用反射爐輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)，以(yi)(yi)一定的粒度加入(ru)熔(rong)(rong)爐電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的質量比(bi)用菱(ling)鎂(mei)礦石好，成(cheng)本(ben)又比(bi)用球(qiu)料作原料時便宜，因而(er)得到(dao)了一定的推廣。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂。為了某些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)特(te)殊(shu)要求，有時(shi)必須在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)過(guo)程中采用燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為電(dian)熔(rong)(rong)原料，如采用海(hai)水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為電(dian)熔(rong)(rong)原料，一般(ban)首先利(li)用處理海(hai)水(shui)(shui)和石(shi)灰乳作(zuo)(zuo)用生產氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)成輕(qing)(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用其他方法也可以制得輕(qing)(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)制取(qu)方法)，采用輕(qing)(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為原料生產電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等(deng)研究認為，極(ji)少量的(de)雜(za)質氣(qi)體(相(xiang))也屬(shu)于晶體的(de)雜(za)質，可明顯影響晶粒(li)的(de)長(chang)大。因為雜(za)質相(xiang)的(de)作(zuo)(zuo)用在(zai)于增(zeng)加(jia)晶界(jie)運(yun)(yun)動所需的(de)能(neng)(neng)量。當晶界(jie)與(yu)第二(er)相(xiang)相(xiang)遇(yu)時(shi)，晶體能(neng)(neng)量降低，其降低量與(yu)第二(er)相(xiang)橫截面積成正比，所以必須提高晶界(jie)能(neng)(neng)，晶界(jie)才能(neng)(neng)離開第二(er)相(xiang)繼續運(yun)(yun)動。并且(qie)當晶界(jie)與(yu)第二(er)相(xiang)相(xiang)遇(yu)時(shi)，與(yu)第二(er)相(xiang)橫截面積相(xiang)等(deng)的(de)晶界(jie)必須變形(xing)，第二(er)相(xiang)數量愈多，晶粒(li)長(chang)大的(de)極(ji)限尺寸愈小。

另一方面(mian)為了降低電(dian)熔(rong)凝氧化鎂的顯氣(qi)(qi)孔率，也應盡(jin)量減少(shao)原料氧化鎂的氣(qi)(qi)體排出，因(yin)此，采用燒結(jie)鎂砂(sha)電(dian)熔(rong)有其顯著優(you)點。

⑤電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)單晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是(shi)同(tong)原(yuan)子(zi)和(he)分(fen)子(zi)的(de)量子(zi)力學本(ben)性(xing)如(ru)離(li)子(zi)半徑的(de)尺(chi)寸(cun)，離(li)子(zi)的(de)電位數值，離(li)子(zi)的(de)電子(zi)外(wai)層(ceng)結構等相(xiang)關聯。而氧化(hua)(hua)鎂的(de)離(li)子(zi)尺(chi)寸(cun)、質(zhi)量和(he)電荷(he)、陽(yang)離(li)子(zi)和(he)陰離(li)子(zi)之間(jian)的(de)結合特性(xing)和(he)強度、離(li)子(zi)的(de)極化(hua)(hua)作用(yong)、結晶構造等決定(ding)它是(shi)一高熔(rong)點化(hua)(hua)合物(wu)。

氧化鎂的熔點和(he)結構參數：陽離子半徑0.074mm;陰(yin)離子半徑0.53mm;結構類型NaCl;配位(wei)數6;有(you)效配位(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制造的(de)(de)最重(zhong)要過(guo)(guo)程是由各(ge)(ge)種鎂(mei)(mei)(mei)質(zhi)原(yuan)料，通過(guo)(guo)各(ge)(ge)種形式的(de)(de)加(jia)熱(re)方(fang)法(fa)產生(sheng)(sheng)高溫使鎂(mei)(mei)(mei)質(zhi)材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)體。要使氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)融，必須消耗(hao)大量的(de)(de)熱(re)能，以克服離子(zi)間的(de)(de)引力。通過(guo)(guo)強(qiang)大電(dian)弧產生(sheng)(sheng)高溫而熔(rong)化(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)方(fang)法(fa)叫做電(dian)弧熔(rong)融法(fa)。這個融化(hua)(hua)過(guo)(guo)程一般包括(kuo)熱(re)的(de)(de)傳(chuan)導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體長大等一系列物理化(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)過(guo)程。用(yong)水(shui)鎂石(shi)作原料有一脫(tuo)水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂石(shi)的主要成分是氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)。用菱鎂礦(kuang)作(zuo)為原料時有(you)一個(ge)脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)包(bao)括兩個(ge)方面。一方面是菱鎂礦(kuang)石的熱分解(jie)，菱鎂礦(kuang)石的主(zhu)要(yao)成分是碳(tan)酸(suan)鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面(mian)，由于在(zai)電熔過程中(zhong)(zhong)(zhong)往往在(zai)原料(liao)氧化鎂(mei)中(zhong)(zhong)(zhong)加入石(shi)墨(mo)粉末(mo)添加物(助劑)，在(zai)電熔爐起動過程中(zhong)(zhong)(zhong)需(xu)在(zai)三電極(石(shi)墨(mo)電極)的(de)下(xia)端(duan)用(yong)石(shi)墨(mo)粉末(mo)鋪成(cheng)三角形或(huo)星形導線路(lu)，在(zai)通電過程中(zhong)(zhong)(zhong)受熱(re)燒(shao)損或(huo)完全燃燒(shao)除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子(zi)和氧(yang)(yang)離子(zi)在強電(dian)弧(hu)產生(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)(neng)作(zuo)用下(xia)，克服單晶(jing)體(ti)(ti)中(zhong)的(de)(de)晶(jing)格(ge)能(neng)(neng)的(de)(de)束縛，變(bian)成能(neng)(neng)自由運動的(de)(de)過(guo)程(cheng)。也就(jiu)是說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)(re)到一定溫度(熔(rong)點)就(jiu)會由固體(ti)(ti)變(bian)成液體(ti)(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)。在這一過(guo)程(cheng)中(zhong)需消耗大(da)量的(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)。據(ju)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產者對用水鎂(mei)石(shi)作(zuo)原料生(sheng)產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)平(ping)衡的(de)(de)衡算(suan)，熱(re)(re)(re)(re)消耗的(de)(de)比例(li)如(ru)下(xia)：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)體(ti)(ti)生(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)消耗值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)耗值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水耗熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)(de)水耗熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數(shu)據(ju)可以(yi)看出，在電(dian)熔(rong)