電(dian)弧(hu)熔爐生(sheng)產電(dian)熔氧化(hua)鎂的工藝流程主要包括：原料配料、電(dian)弧(hu)熔融、破碎(sui)、選別(bie)、粉碎(sui)、篩別(bie)、磁選、分類包裝等。

(1)原料

我(wo)國(guo)有豐富(fu)的優質(zhi)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石，氧化鎂(mei)(mei)含量(liang)高，又易于開(kai)采，因此(ci)，被廣泛用作電熔氧化鎂(mei)(mei)的原(yuan)料。采用菱(ling)鎂(mei)(mei)石作原(yuan)料，碳酸鎂(mei)(mei)分(fen)解產生CO2氣體，由(you)于有大量(liang)氣體從爐內排出影響著(zhu)電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化鎂的結晶帶(dai)的形成均有不利影(ying)響，由于大(da)量塵料(liao)飛損(sun)，使(shi)物料(liao)損(sun)耗(hao)和能量消耗(hao)增高(gao)，也(ye)惡化了車(che)間(jian)生(sheng)產環境。但(dan)由于優質菱鎂礦石(shi)容易獲得(de)，價格很(hen)低廉，所(suo)以，仍是我國(guo)電熔(rong)氧化鎂用(yong)得(de)最多最廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石中氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)含量高低和化(hua)學(xue)成(cheng)分直接影(ying)響(xiang)(xiang)到電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質(zhi)量，同時在電(dian)熔(rong)過(guo)程中也直接影(ying)響(xiang)(xiang)到電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)得(de)到的(de)(de)品(pin)級比例，因此，為(wei)了保證電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質(zhi)量和品(pin)級比例，必(bi)須對各種礦(kuang)石進(jin)行(xing)適當的(de)(de)配比后(hou)進(jin)行(xing)熔(rong)煉。

②水鎂石(shi)。我國(guo)的(de)遼寧(ning)省水鎂石(shi)的(de)礦(kuang)源非常豐(feng)富，水鎂石(shi)中氧(yang)化(hua)鎂含(han)量(liang)高于菱鎂礦(kuang)石(shi)。它(ta)也是一(yi)種制造電熔凝氧(yang)化(hua)鎂的(de)原料，部(bu)分地(di)區水鎂石(shi)的(de)化(hua)學成分見表2。

表2水(shui)鎂石的化(hua)學成分/%

③輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。以(yi)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)作為電(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)原料(liao)，可以(yi)使(shi)生(sheng)產(chan)環境得到改(gai)善，可以(yi)降低(di)運輸費用。由于電(dian)熔時排(pai)出氣(qi)體少，成(cheng)分也較均勻，對提高電(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)質量有利。

我國有(you)(you)一(yi)些電熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)以(yi)輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)制成(cheng)(cheng)球(qiu)(qiu)料入(ru)爐(lu)電熔。輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)氧化(hua)(hua)鎂(mei)含(han)量達到(dao)(dao)98%，以(yi)此(ci)料能生產(chan)出白色大結晶電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)。但(dan)由于成(cheng)(cheng)球(qiu)(qiu)費用(yong)高，影響生產(chan)成(cheng)(cheng)本(ben)。目前，有(you)(you)的(de)廠家采用(yong)反射爐(lu)輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)，以(yi)一(yi)定的(de)粒度加入(ru)熔爐(lu)電熔，電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量比用(yong)菱鎂(mei)礦(kuang)石好，成(cheng)(cheng)本(ben)又比用(yong)球(qiu)(qiu)料作原料時便(bian)宜，因而(er)得到(dao)(dao)了一(yi)定的(de)推廣。

④燒結(jie)鎂(mei)砂(sha)。為(wei)了某(mou)些(xie)電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)特殊要求，有時必須在電(dian)(dian)熔(rong)過程中采(cai)用燒結(jie)鎂(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原料(liao)，如采(cai)用海水(shui)鎂(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原料(liao)，一般首先利(li)用處理海水(shui)和(he)(he)石(shi)灰乳作(zuo)用生產氫氧化鎂(mei)，將氫氧化鎂(mei)煅燒成(cheng)輕(qing)燒氧化鎂(mei)。用其他(ta)方法也(ye)可以(yi)制得輕(qing)燒氧化鎂(mei)(詳見工業(ye)氧化鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)制取方法)，采(cai)用輕(qing)燒氧化鎂(mei)作(zuo)為(wei)原料(liao)生產電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)(he)拉特爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)，極少量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)氣體(相(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)(jing)體的(de)(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)(de)長大(da)。因為(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用在于增加晶(jing)(jing)(jing)界運動所需(xu)的(de)(de)(de)(de)能量(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界與(yu)第(di)二相(xiang)相(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)體能量(liang)(liang)降(jiang)(jiang)低，其降(jiang)(jiang)低量(liang)(liang)與(yu)第(di)二相(xiang)橫截面積成(cheng)正比(bi)，所以(yi)必須提高晶(jing)(jing)(jing)界能，晶(jing)(jing)(jing)界才能離開第(di)二相(xiang)繼(ji)續運動。并且當晶(jing)(jing)(jing)界與(yu)第(di)二相(xiang)相(xiang)遇時，與(yu)第(di)二相(xiang)橫截面積相(xiang)等(deng)的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界必須變形，第(di)二相(xiang)數量(liang)(liang)愈(yu)多(duo)，晶(jing)(jing)(jing)粒長大(da)的(de)(de)(de)(de)極限尺寸愈(yu)小。

另一方面為(wei)了降低電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)顯氣(qi)孔率，也應盡量減(jian)少(shao)原料氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)氣(qi)體排(pai)出，因此(ci)，采用燒結鎂(mei)砂電熔有其顯著優(you)點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原(yuan)料(liao)質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)(te)性是同(tong)原子(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)力學本(ben)性如離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)(de)(de)尺寸(cun)，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電位數值，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)外(wai)層結構等相關(guan)聯(lian)。而氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)尺寸(cun)、質量和(he)電荷(he)、陽(yang)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)(de)結合特(te)(te)性和(he)強度(du)、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)極化(hua)作用(yong)、結晶構造等決定(ding)它是一(yi)高(gao)熔(rong)點(dian)化(hua)合物。

氧化鎂(mei)的熔點和結構(gou)參(can)數(shu)：陽離子半(ban)徑(jing)(jing)0.074mm;陰離子半(ban)徑(jing)(jing)0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配位數(shu)6;有效(xiao)配位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)制造的(de)最重要(yao)(yao)過程(cheng)(cheng)(cheng)是由(you)各(ge)種鎂(mei)質(zhi)原料，通(tong)過各(ge)種形(xing)式的(de)加熱方法(fa)產生高(gao)溫使鎂(mei)質(zhi)材(cai)料(MgO)熔(rong)化(hua)，變成(cheng)氧化(hua)鎂(mei)熔(rong)體。要(yao)(yao)使氧化(hua)鎂(mei)熔(rong)融，必須消(xiao)耗大(da)(da)量的(de)熱能，以克服離子間的(de)引力(li)。通(tong)過強大(da)(da)電(dian)弧產生高(gao)溫而熔(rong)化(hua)氧化(hua)鎂(mei)的(de)方法(fa)叫(jiao)做電(dian)弧熔(rong)融法(fa)。這個融化(hua)過程(cheng)(cheng)(cheng)一(yi)般包括熱的(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)、析晶、晶體長(chang)大(da)(da)等一(yi)系列物(wu)理化(hua)學(xue)變化(hua)的(de)過程(cheng)(cheng)(cheng)。

①脫水(shui)過程(cheng)。用水(shui)鎂石作(zuo)原料有一脫水(shui)過程(cheng)。水(shui)鎂石的(de)主要成分(fen)是(shi)(shi)氫氧化鎂Mg(OH)2。其(qi)脫水(shui)過程(cheng)是(shi)(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)礦作為原料時有一(yi)個脫碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)，脫碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)包(bao)括兩(liang)個方(fang)面。一(yi)方(fang)面是菱(ling)鎂(mei)礦石的熱分解(jie)，菱(ling)鎂(mei)礦石的主要成分是碳(tan)(tan)酸(suan)鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由于(yu)在(zai)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)過(guo)(guo)程中往往在(zai)原料氧(yang)化(hua)鎂(mei)中加入石(shi)墨(mo)粉末添加物(助劑)，在(zai)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)爐起動過(guo)(guo)程中需(xu)在(zai)三電(dian)(dian)(dian)極(石(shi)墨(mo)電(dian)(dian)(dian)極)的下端用石(shi)墨(mo)粉末鋪成(cheng)三角形或星形導線路，在(zai)通電(dian)(dian)(dian)過(guo)(guo)程中受熱燒損或完(wan)全(quan)燃燒除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過程。熔(rong)化(hua)過程即氧(yang)化(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子和氧(yang)離子在強電(dian)(dian)弧產生(sheng)的(de)熱(re)(re)能(neng)作(zuo)用下，克服單(dan)晶體中的(de)晶格能(neng)的(de)束(shu)縛，變成(cheng)能(neng)自由(you)運(yun)動的(de)過程。也就是說，氧(yang)化(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)到一(yi)定溫度(熔(rong)點)就會由(you)固體變成(cheng)液體，叫熔(rong)化(hua)。在這一(yi)過程中需消(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)電(dian)(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)生(sheng)產者對用水(shui)鎂(mei)石作(zuo)原料生(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)熱(re)(re)平衡的(de)衡算，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)比例如下：氧(yang)化(hua)鎂(mei)晶體生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐(lu)(lu)殼的(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)(lu)子表(biao)面散(san)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶走熱(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計(ji)數(shu)據(ju)可以看出，在電(dian)(dian)熔(rong)