電弧(hu)熔爐生(sheng)產電熔氧(yang)化鎂的工藝(yi)流程主(zhu)要包括(kuo)：原料配料、電弧(hu)熔融、破碎、選(xuan)別、粉碎、篩(shai)別、磁選(xuan)、分類包裝等。

(1)原料

我國有豐富的優質(zhi)菱鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量高，又易于開采，因此，被(bei)廣(guang)泛(fan)用(yong)作電熔氧化鎂(mei)的原(yuan)料(liao)。采用(yong)菱鎂(mei)石作原(yuan)料(liao)，碳酸鎂(mei)分(fen)解產(chan)生(sheng)CO2氣(qi)體，由(you)于有大量氣(qi)體從爐內排出(chu)影響著電熔過程的進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)結(jie)晶帶的(de)形成均有不利影響，由于大量塵料飛損(sun)，使物(wu)料損(sun)耗和能量消耗增高(gao)，也惡化(hua)了車(che)間生產(chan)環境。但由于優質菱鎂(mei)礦石容(rong)易(yi)獲得(de)，價格(ge)很低廉，所以，仍是我國(guo)電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)用得(de)最多最廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石中氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)含量(liang)高低和化(hua)學成(cheng)分直接影(ying)響(xiang)到(dao)電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質(zhi)量(liang)，同時在電熔(rong)(rong)(rong)過程中也直接影(ying)響(xiang)到(dao)電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)得到(dao)的(de)(de)品級比例(li)，因此，為了保證(zheng)電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質(zhi)量(liang)和品級比例(li)，必須對各(ge)種礦(kuang)石進(jin)行適當(dang)的(de)(de)配比后進(jin)行熔(rong)(rong)(rong)煉(lian)。

②水鎂石(shi)(shi)。我國的遼(liao)寧省(sheng)水鎂石(shi)(shi)的礦(kuang)源非常豐富(fu)，水鎂石(shi)(shi)中氧化鎂含量高于菱鎂礦(kuang)石(shi)(shi)。它也是一(yi)種(zhong)制造電熔凝氧化鎂的原料，部(bu)分地區水鎂石(shi)(shi)的化學(xue)成分見表2。

表(biao)2水(shui)鎂(mei)石的化學成分/%

③輕燒氧(yang)化(hua)鎂。以(yi)輕燒氧(yang)化(hua)鎂作(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂原料，可以(yi)使生產(chan)環(huan)境得到改善，可以(yi)降低運輸費用。由于(yu)電(dian)熔(rong)(rong)時排出氣(qi)體少，成(cheng)分也(ye)較(jiao)均(jun)勻，對提(ti)高電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂質量有利。

我國有一(yi)些電熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制成球料(liao)入爐電熔。輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量(liang)達到(dao)98%，以此料(liao)能生(sheng)產出白色大結晶(jing)電熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但由(you)于成球費用高(gao)，影響生(sheng)產成本(ben)。目(mu)前(qian)，有的(de)廠家(jia)采用反射爐輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以一(yi)定(ding)的(de)粒度加入熔爐電熔，電熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量(liang)比用菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石好，成本(ben)又比用球料(liao)作原(yuan)料(liao)時便(bian)宜，因而得到(dao)了一(yi)定(ding)的(de)推(tui)廣。

④燒結鎂(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了(le)某些電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)特殊要求，有時必(bi)須在電(dian)熔過程中采用(yong)燒結鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)熔原(yuan)料，如采用(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)熔原(yuan)料，一般首先利用(yong)處理海水(shui)和(he)石灰乳作(zuo)用(yong)生產氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，將(jiang)氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)煅(duan)燒成(cheng)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)其他方(fang)法(fa)也可以制得輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)制取(qu)方(fang)法(fa))，采用(yong)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原(yuan)料生產電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特爾(er)(Ruttere)等研究(jiu)認(ren)為(wei)，極少(shao)量的(de)雜質(zhi)(zhi)氣體(相(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)(jing)(jing)體的(de)雜質(zhi)(zhi)，可明(ming)顯(xian)影響(xiang)晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)長大。因(yin)為(wei)雜質(zhi)(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)用(yong)在于(yu)增加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)運(yun)動(dong)所需的(de)能量。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)(jing)(jing)體能量降(jiang)低，其降(jiang)低量與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面積成(cheng)正比，所以必(bi)須提高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)能，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)才能離開第二(er)(er)相(xiang)(xiang)繼(ji)續運(yun)動(dong)。并且當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)必(bi)須變(bian)形(xing)，第二(er)(er)相(xiang)(xiang)數量愈(yu)多(duo)，晶(jing)(jing)(jing)粒長大的(de)極限尺寸愈(yu)小(xiao)。

另一(yi)方面(mian)為了降低電熔凝氧(yang)化鎂的顯氣(qi)孔率(lv)，也應盡量減少原料氧(yang)化鎂的氣(qi)體排(pai)出(chu)，因(yin)此，采用燒結(jie)鎂砂電熔有其顯著(zhu)優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原料(liao)質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原子(zi)(zi)和(he)分(fen)子(zi)(zi)的(de)量(liang)(liang)子(zi)(zi)力學本性(xing)如離(li)(li)子(zi)(zi)半徑的(de)尺(chi)(chi)寸，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電位數值，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)外層結構等相關聯。而氧化(hua)鎂的(de)離(li)(li)子(zi)(zi)尺(chi)(chi)寸、質量(liang)(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)結合特性(xing)和(he)強度(du)、離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)極化(hua)作用、結晶構造等決定(ding)它是一高(gao)熔點化(hua)合物。

氧化鎂的(de)熔點和(he)結(jie)構(gou)參數(shu)：陽離子半徑0.074mm;陰(yin)離子半徑0.53mm;結(jie)構(gou)類型(xing)NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密(mi)度(du)3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂制(zhi)造的(de)最重要(yao)過程是由各(ge)種鎂質原料，通(tong)過各(ge)種形式的(de)加熱(re)方(fang)法(fa)產生高溫使鎂質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)鎂熔(rong)體。要(yao)使氧化(hua)(hua)鎂熔(rong)融(rong)，必須消耗大量的(de)熱(re)能，以(yi)克服(fu)離(li)子間的(de)引力。通(tong)過強大電(dian)弧產生高溫而熔(rong)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂的(de)方(fang)法(fa)叫做電(dian)弧熔(rong)融(rong)法(fa)。這(zhe)個(ge)融(rong)化(hua)(hua)過程一般包括熱(re)的(de)傳導、脫水(shui)、脫碳(tan)、熔(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體長大等一系列物(wu)理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)過程。

①脫(tuo)(tuo)水過(guo)程。用水鎂石作(zuo)原料有(you)一脫(tuo)(tuo)水過(guo)程。水鎂石的(de)主要成分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)(tuo)水過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過程(cheng)。用菱鎂礦作為原料時(shi)有一(yi)(yi)個脫(tuo)碳過程(cheng)，脫(tuo)碳過程(cheng)包括(kuo)兩個方(fang)面。一(yi)(yi)方(fang)面是(shi)(shi)菱鎂礦石的熱分解，菱鎂礦石的主要成分是(shi)(shi)碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由于(yu)在(zai)電(dian)(dian)熔過(guo)程(cheng)中(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)原(yuan)料(liao)氧(yang)化鎂(mei)中(zhong)加(jia)入石(shi)墨(mo)粉末(mo)添加(jia)物(wu)(助(zhu)劑)，在(zai)電(dian)(dian)熔爐起動過(guo)程(cheng)中(zhong)需在(zai)三(san)電(dian)(dian)極(石(shi)墨(mo)電(dian)(dian)極)的下(xia)端(duan)用石(shi)墨(mo)粉末(mo)鋪成三(san)角形(xing)或(huo)星形(xing)導線路，在(zai)通(tong)電(dian)(dian)過(guo)程(cheng)中(zhong)受熱燒(shao)損或(huo)完全燃燒(shao)除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過程(cheng)(cheng)。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過程(cheng)(cheng)即氧(yang)化(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離(li)子(zi)和氧(yang)離(li)子(zi)在(zai)強電弧產生(sheng)(sheng)的(de)(de)熱(re)能(neng)(neng)作用(yong)下，克服單晶(jing)(jing)體中(zhong)的(de)(de)晶(jing)(jing)格能(neng)(neng)的(de)(de)束縛(fu)，變(bian)成能(neng)(neng)自由(you)運動的(de)(de)過程(cheng)(cheng)。也就是說，氧(yang)化(hua)鎂(mei)加熱(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)(rong)點)就會由(you)固體變(bian)成液體，叫(jiao)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)。在(zai)這一過程(cheng)(cheng)中(zhong)需消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)大量的(de)(de)電能(neng)(neng)。據電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)產者對用(yong)水(shui)鎂(mei)石作原料生(sheng)(sheng)產電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱(re)平(ping)衡(heng)的(de)(de)衡(heng)算，熱(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)的(de)(de)比例如下：氧(yang)化(hua)鎂(mei)晶(jing)(jing)體生(sheng)(sheng)成熱(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂(sha)生(sheng)(sheng)成熱(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼的(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面(mian)散熱(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電能(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些(xie)統計數據可(ke)以看出，在(zai)電熔(rong)(rong)(rong)