電弧熔爐(lu)生產電熔氧化鎂的工藝流程主(zhu)要(yao)包括：原料配料、電弧熔融、破(po)碎、選別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選、分類包裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有豐富的優(you)質菱鎂(mei)礦石，氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量高，又易于開采(cai)，因此，被廣泛用作電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的原料。采(cai)用菱鎂(mei)石作原料，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣體，由于有大量氣體從爐內排(pai)出(chu)影響著電熔(rong)過程(cheng)的進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)結(jie)晶帶的(de)(de)形成均有不(bu)利影響(xiang)，由(you)于(yu)大量(liang)塵料飛損，使(shi)物(wu)料損耗(hao)和能量(liang)消(xiao)耗(hao)增高，也惡化(hua)(hua)了車(che)間生(sheng)產(chan)環境。但(dan)由(you)于(yu)優質菱鎂(mei)礦石容(rong)易獲得，價格很低廉，所以，仍是我國電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)用(yong)得最(zui)多最(zui)廣(guang)泛的(de)(de)原料。

(2)配料

①菱鎂礦。菱鎂礦石中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂的(de)含量(liang)高低(di)和(he)化(hua)學成分直接(jie)影(ying)響(xiang)到(dao)(dao)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂的(de)質量(liang)，同時在電(dian)熔(rong)(rong)過程中(zhong)也直接(jie)影(ying)響(xiang)到(dao)(dao)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂得到(dao)(dao)的(de)品級比(bi)例，因此，為了保證電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂的(de)質量(liang)和(he)品級比(bi)例，必須對各種礦石進行適(shi)當的(de)配(pei)比(bi)后進行熔(rong)(rong)煉。

②水(shui)鎂石(shi)(shi)。我國的(de)遼寧(ning)省(sheng)水(shui)鎂石(shi)(shi)的(de)礦源非(fei)常豐富，水(shui)鎂石(shi)(shi)中氧化(hua)鎂含量高于(yu)菱鎂礦石(shi)(shi)。它也是(shi)一種(zhong)制造(zao)電熔凝氧化(hua)鎂的(de)原(yuan)料，部(bu)分地(di)區水(shui)鎂石(shi)(shi)的(de)化(hua)學成分見(jian)表(biao)2。

表2水鎂石的化(hua)學(xue)成分/%

③輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)。以輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)為電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)原(yuan)料(liao)，可以使生產環境得到(dao)改善(shan)，可以降低(di)運輸費(fei)用。由于電熔時排(pai)出氣(qi)體(ti)少(shao)，成分也較(jiao)均勻，對提高電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)質(zhi)量有利。

我國有(you)一(yi)些電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以(yi)輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制(zhi)成(cheng)球料入爐(lu)電(dian)熔。輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含(han)量(liang)達到98%，以(yi)此料能生產出白色大結晶電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但(dan)由于成(cheng)球費用(yong)高，影響生產成(cheng)本。目(mu)前，有(you)的(de)(de)廠(chang)家采用(yong)反射爐(lu)輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以(yi)一(yi)定的(de)(de)粒(li)度(du)加入熔爐(lu)電(dian)熔，電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)質(zhi)量(liang)比(bi)用(yong)菱鎂(mei)礦石好，成(cheng)本又比(bi)用(yong)球料作原料時便宜(yi)，因而得到了一(yi)定的(de)(de)推廣。

④燒(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)了某些電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)特(te)殊要求，有時必(bi)(bi)(bi)須(xu)在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)過程(cheng)中采用(yong)(yong)燒(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料，如(ru)采用(yong)(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料，一般首先利用(yong)(yong)處理海水(shui)和(he)(he)石灰乳(ru)作(zuo)用(yong)(yong)生(sheng)產氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)(shao)成輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)其(qi)(qi)他方法(fa)也可(ke)以(yi)制(zhi)得輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)制(zhi)取方法(fa))，采用(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原(yuan)料生(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)(he)拉特(te)爾(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)，極少(shao)量(liang)(liang)的(de)雜(za)(za)質氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)雜(za)(za)質，可(ke)明(ming)顯影響晶(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)長大。因(yin)為(wei)(wei)雜(za)(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)用(yong)(yong)在(zai)于增(zeng)加(jia)晶(jing)(jing)(jing)界運動所(suo)(suo)需(xu)的(de)能量(liang)(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)體(ti)能量(liang)(liang)降低(di)(di)，其(qi)(qi)降低(di)(di)量(liang)(liang)與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面(mian)積成正比，所(suo)(suo)以(yi)必(bi)(bi)(bi)須(xu)提高(gao)晶(jing)(jing)(jing)界能，晶(jing)(jing)(jing)界才能離開第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動。并且當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面(mian)積相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)(jing)界必(bi)(bi)(bi)須(xu)變形(xing)，第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)長大的(de)極限尺寸愈小。

另一方(fang)面(mian)為了降低電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)的顯氣孔率，也應(ying)盡量減少原(yuan)料氧(yang)化鎂(mei)的氣體(ti)排(pai)出，因此(ci)，采用燒(shao)結鎂(mei)砂電熔(rong)有(you)其顯著優(you)點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特(te)性是同原(yuan)子(zi)(zi)和分(fen)子(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)力學(xue)本性如離子(zi)(zi)半徑(jing)的(de)尺寸，離子(zi)(zi)的(de)電位數值，離子(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)外層結構等相關聯(lian)。而氧(yang)化鎂的(de)離子(zi)(zi)尺寸、質量和電荷、陽離子(zi)(zi)和陰(yin)離子(zi)(zi)之間的(de)結合(he)特(te)性和強度、離子(zi)(zi)的(de)極(ji)化作用、結晶構造等決定它是一高(gao)熔點化合(he)物(wu)。

氧化鎂的熔點和(he)結構參數(shu)：陽離(li)子半徑(jing)0.074mm;陰離(li)子半徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配位(wei)數(shu)6;有效配位(wei)數(shu)8.5;密(mi)度(du)3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)最(zui)重要(yao)過(guo)程是由各種鎂(mei)(mei)質(zhi)原料，通過(guo)各種形式的(de)加熱方法產(chan)生(sheng)高溫使鎂(mei)(mei)質(zhi)材料(MgO)熔化(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔體。要(yao)使氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔融，必須消耗大(da)量的(de)熱能，以(yi)克服離子間的(de)引力。通過(guo)強大(da)電弧(hu)產(chan)生(sheng)高溫而熔化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)方法叫做電弧(hu)熔融法。這個融化(hua)(hua)(hua)過(guo)程一(yi)般包括熱的(de)傳導、脫水、脫碳、熔化(hua)(hua)(hua)、析(xi)晶(jing)、晶(jing)體長(chang)大(da)等一(yi)系列物理化(hua)(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)(hua)的(de)過(guo)程。

①脫水(shui)過(guo)程。用水(shui)鎂石(shi)作原料(liao)有一脫水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂石(shi)的主要成分是(shi)氫氧化鎂Mg(OH)2。其(qi)脫水(shui)過(guo)程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過(guo)程(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)(mei)礦作為原料時(shi)有一個(ge)脫(tuo)碳過(guo)程(cheng)，脫(tuo)碳過(guo)程(cheng)包括(kuo)兩個(ge)方面(mian)。一方面(mian)是菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石的熱分(fen)(fen)解，菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石的主要成分(fen)(fen)是碳酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一(yi)方面，由(you)于在(zai)(zai)(zai)電熔過(guo)程(cheng)中(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)(zai)(zai)原料氧化(hua)鎂中(zhong)加入石(shi)墨粉末添加物(助劑)，在(zai)(zai)(zai)電熔爐(lu)起動過(guo)程(cheng)中(zhong)需(xu)在(zai)(zai)(zai)三電極(ji)(石(shi)墨電極(ji))的下(xia)端用石(shi)墨粉末鋪成三角形或星(xing)形導線路，在(zai)(zai)(zai)通電過(guo)程(cheng)中(zhong)受熱燒損或完全燃燒除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)過程(cheng)。熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)過程(cheng)即氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離(li)子和氧(yang)離(li)子在(zai)(zai)強電(dian)弧產(chan)(chan)生的(de)熱(re)能作用(yong)(yong)下，克服單晶(jing)體(ti)中(zhong)的(de)晶(jing)格能的(de)束縛，變成能自由(you)運動的(de)過程(cheng)。也就(jiu)是說，氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)到一(yi)定(ding)溫(wen)度(du)(熔(rong)(rong)(rong)(rong)點)就(jiu)會(hui)由(you)固體(ti)變成液體(ti)，叫熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)。在(zai)(zai)這(zhe)一(yi)過程(cheng)中(zhong)需消耗(hao)(hao)(hao)大量(liang)的(de)電(dian)能。據電(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)生產(chan)(chan)者對(dui)用(yong)(yong)水鎂(mei)(mei)石作原料生產(chan)(chan)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)熱(re)平衡的(de)衡算，熱(re)消耗(hao)(hao)(hao)的(de)比例如下：氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)體(ti)生成熱(re)消耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)15.3%，散砂生成熱(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)(lu)殼的(de)水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)(lu)子表(biao)面散熱(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能損失(shi)值(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計(ji)數(shu)據可(ke)以看出，在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)