電弧(hu)(hu)熔爐(lu)生產電熔氧化(hua)鎂的工藝流程主要包括：原(yuan)料配(pei)料、電弧(hu)(hu)熔融、破碎、選別(bie)、粉(fen)碎、篩別(bie)、磁(ci)選、分類包裝等(deng)。

(1)原料

我國(guo)有(you)豐富的優(you)質菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石，氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)高，又易于開采，因此(ci)，被廣泛用(yong)作(zuo)電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的原(yuan)料。采用(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)石作(zuo)原(yuan)料，碳酸鎂(mei)(mei)分解產生(sheng)CO2氣體，由于有(you)大量(liang)氣體從爐(lu)內(nei)排出影響著電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化鎂(mei)的(de)結晶(jing)帶的(de)形成均有不(bu)利影(ying)響，由于大量塵料飛損(sun)，使物(wu)料損(sun)耗和能(neng)量消耗增(zeng)高，也惡(e)化了(le)車間生產環(huan)境。但由于優(you)質(zhi)菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石容易獲得(de)，價格很低廉，所以，仍是我國電熔氧(yang)化鎂(mei)用得(de)最(zui)多(duo)最(zui)廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)(shi)中氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)含量(liang)高低和(he)化學成分直接(jie)影響(xiang)到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質(zhi)量(liang)，同時在電(dian)(dian)熔(rong)過程中也直接(jie)影響(xiang)到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)得到(dao)的(de)品級(ji)比(bi)例，因此，為了保證電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質(zhi)量(liang)和(he)品級(ji)比(bi)例，必須對各種礦石(shi)(shi)進(jin)行適當的(de)配(pei)比(bi)后進(jin)行熔(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)。我國的遼(liao)寧省水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的礦(kuang)源(yuan)非(fei)常(chang)豐富，水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)中(zhong)氧化鎂(mei)(mei)(mei)含(han)量(liang)高于菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)。它也(ye)是一種制造電熔凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)的原料，部分地區水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的化學成分見表2。

表(biao)2水鎂石的化學成分/%

③輕燒氧(yang)化鎂。以(yi)輕燒氧(yang)化鎂作為電(dian)(dian)熔氧(yang)化鎂原料，可以(yi)使生產環(huan)境(jing)得到改善，可以(yi)降低運輸費用。由于(yu)電(dian)(dian)熔時排出(chu)氣體少，成分也較均勻，對(dui)提高電(dian)(dian)熔氧(yang)化鎂質量有(you)利(li)。

我國有一(yi)些(xie)電(dian)熔凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)以輕燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)制成(cheng)球料(liao)(liao)入爐電(dian)熔。輕燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)含(han)量(liang)達(da)到98%，以此料(liao)(liao)能生產出(chu)白色大結晶電(dian)熔氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)球費用(yong)高(gao)，影響生產成(cheng)本。目前(qian)，有的(de)廠家采用(yong)反射爐輕燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，以一(yi)定的(de)粒度加入熔爐電(dian)熔，電(dian)熔氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)比用(yong)菱鎂(mei)礦(kuang)石好，成(cheng)本又比用(yong)球料(liao)(liao)作原料(liao)(liao)時(shi)便宜(yi)，因(yin)而得到了(le)一(yi)定的(de)推廣。

④燒結鎂(mei)砂(sha)(sha)。為(wei)(wei)(wei)了某些電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)特(te)(te)殊要求，有時必(bi)須在電熔(rong)過(guo)程中采(cai)用(yong)(yong)(yong)燒結鎂(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)電熔(rong)原(yuan)料，如采(cai)用(yong)(yong)(yong)海(hai)水鎂(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)電熔(rong)原(yuan)料，一般(ban)首先利用(yong)(yong)(yong)處(chu)理海(hai)水和石灰乳作(zuo)用(yong)(yong)(yong)生產氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)，將(jiang)氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)煅(duan)燒成輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)(yong)其他方法(fa)也(ye)可以制得輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(詳見工(gong)業氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)制取方法(fa))，采(cai)用(yong)(yong)(yong)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)原(yuan)料生產電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和拉特(te)(te)爾(er)(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)(wei)，極少量(liang)(liang)(liang)的(de)雜(za)(za)質(zhi)(zhi)氣(qi)體(ti)(ti)(ti)(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于(yu)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)的(de)雜(za)(za)質(zhi)(zhi)，可明顯影(ying)響晶(jing)(jing)粒的(de)長大。因為(wei)(wei)(wei)雜(za)(za)質(zhi)(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)在于(yu)增加晶(jing)(jing)界運(yun)動所需的(de)能(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)界與第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)能(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)降低，其降低量(liang)(liang)(liang)與第(di)二相(xiang)(xiang)橫截面積(ji)成正比，所以必(bi)須提高晶(jing)(jing)界能(neng)(neng)，晶(jing)(jing)界才(cai)能(neng)(neng)離開第(di)二相(xiang)(xiang)繼(ji)續運(yun)動。并(bing)且當晶(jing)(jing)界與第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，與第(di)二相(xiang)(xiang)橫截面積(ji)相(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)界必(bi)須變形，第(di)二相(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒長大的(de)極限尺寸愈小。

另一方面為了(le)降低電熔凝氧化鎂(mei)的顯氣孔(kong)率，也應盡量減(jian)少原料氧化鎂(mei)的氣體排(pai)出，因此，采用燒結鎂(mei)砂電熔有其顯著優點(dian)。

⑤電熔氧(yang)化(hua)鎂單晶的化(hua)學原(yuan)料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是(shi)同原子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的(de)量(liang)子(zi)(zi)力(li)學本性(xing)如離(li)(li)子(zi)(zi)半徑(jing)的(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電位數(shu)值(zhi)，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)外層(ceng)結(jie)(jie)構(gou)(gou)等相關(guan)聯。而氧化(hua)鎂(mei)的(de)離(li)(li)子(zi)(zi)尺寸、質量(liang)和(he)電荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)結(jie)(jie)合特性(xing)和(he)強度、離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)極化(hua)作用、結(jie)(jie)晶構(gou)(gou)造等決定(ding)它是(shi)一高熔點化(hua)合物。

氧化鎂(mei)的熔(rong)點(dian)和結(jie)構參數(shu)(shu)：陽離(li)子(zi)半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離(li)子(zi)半(ban)徑(jing)0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配位數(shu)(shu)6;有效配位數(shu)(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)2800℃。

電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造(zao)的(de)最重要過(guo)程是由各種鎂(mei)(mei)質原料(liao)，通過(guo)各種形(xing)式的(de)加熱(re)方法產生高溫使鎂(mei)(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)體(ti)。要使氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)融，必(bi)須消耗大量的(de)熱(re)能，以(yi)克服離(li)子間的(de)引力。通過(guo)強大電(dian)(dian)弧產生高溫而(er)熔(rong)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)方法叫做電(dian)(dian)弧熔(rong)融法。這(zhe)個融化(hua)(hua)過(guo)程一般包括熱(re)的(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析(xi)晶、晶體(ti)長大等(deng)一系列(lie)物理(li)化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)過(guo)程。

①脫(tuo)(tuo)水過(guo)程(cheng)(cheng)。用水鎂(mei)(mei)石(shi)作原料有一脫(tuo)(tuo)水過(guo)程(cheng)(cheng)。水鎂(mei)(mei)石(shi)的主要(yao)成分是氫氧(yang)化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)(tuo)水過(guo)程(cheng)(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程。用(yong)菱鎂礦(kuang)(kuang)作為原料(liao)時有一個脫碳過程，脫碳過程包括(kuo)兩個方(fang)面(mian)。一方(fang)面(mian)是菱鎂礦(kuang)(kuang)石的熱分解(jie)，菱鎂礦(kuang)(kuang)石的主要(yao)成(cheng)分是碳酸(suan)鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一(yi)方面，由于在電(dian)熔(rong)過(guo)程(cheng)中(zhong)往(wang)往(wang)在原料氧化鎂(mei)中(zhong)加入石墨(mo)粉末添加物(助劑)，在電(dian)熔(rong)爐起(qi)動過(guo)程(cheng)中(zhong)需(xu)在三(san)(san)電(dian)極(石墨(mo)電(dian)極)的下端用(yong)石墨(mo)粉末鋪成三(san)(san)角(jiao)形(xing)或(huo)星形(xing)導線路(lu)，在通電(dian)過(guo)程(cheng)中(zhong)受熱燒損(sun)或(huo)完全燃燒除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化過(guo)程(cheng)。熔(rong)化過(guo)程(cheng)即氧(yang)(yang)化鎂(mei)中鎂(mei)離子(zi)(zi)和氧(yang)(yang)離子(zi)(zi)在(zai)強(qiang)電(dian)(dian)弧產生的熱(re)能作用下(xia)，克服單晶體中的晶格能的束(shu)縛，變(bian)成(cheng)能自由運動的過(guo)程(cheng)。也就(jiu)是說，氧(yang)(yang)化鎂(mei)加熱(re)到(dao)一(yi)定溫度(熔(rong)點)就(jiu)會由固體變(bian)成(cheng)液體，叫熔(rong)化。在(zai)這一(yi)過(guo)程(cheng)中需消耗(hao)(hao)大量的電(dian)(dian)能。據電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)生產者對用水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)作原料(liao)生產電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)的熱(re)平衡(heng)的衡(heng)算，熱(re)消耗(hao)(hao)的比例(li)如下(xia)：氧(yang)(yang)化鎂(mei)晶體生成(cheng)熱(re)消耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮消耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂(sha)生成(cheng)熱(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水(shui)(shui)耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的水(shui)(shui)耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)(zi)表面散熱(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據可(ke)以(yi)看(kan)出，在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)