電弧(hu)熔爐生產(chan)電熔氧化(hua)鎂的工藝(yi)流程(cheng)主要包(bao)括：原料(liao)(liao)配料(liao)(liao)、電弧(hu)熔融、破(po)碎、選別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選、分類包(bao)裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有豐富的優質菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石，氧化鎂(mei)(mei)含量(liang)高，又易于開采(cai)，因此，被廣泛用作電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)的原料。采(cai)用菱(ling)鎂(mei)(mei)石作原料，碳酸鎂(mei)(mei)分解產生CO2氣體(ti)，由于有大量(liang)氣體(ti)從爐內排(pai)出(chu)影響(xiang)著(zhu)電(dian)熔(rong)過(guo)程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂的結晶帶的形成均有不利(li)影響(xiang)，由(you)于(yu)大(da)量塵料飛損，使(shi)物(wu)料損耗和能量消(xiao)耗增高，也惡化了車間(jian)生產環境。但由(you)于(yu)優(you)質菱鎂礦石容易獲(huo)得(de)，價格很低廉(lian)，所(suo)以，仍是我國電熔氧化鎂用得(de)最多最廣(guang)泛的原(yuan)料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)(kuang)。菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石(shi)中氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的含量(liang)高低和化(hua)(hua)學成分(fen)直(zhi)接影響到電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的質量(liang)，同(tong)時在電(dian)熔過程中也直(zhi)接影響到電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)得到的品級比例，因此，為了保(bao)證電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的質量(liang)和品級比例，必須(xu)對各種礦(kuang)(kuang)石(shi)進(jin)行適當(dang)的配比后進(jin)行熔煉。

②水(shui)鎂(mei)石(shi)。我國的(de)遼(liao)寧省水(shui)鎂(mei)石(shi)的(de)礦源非常豐富，水(shui)鎂(mei)石(shi)中(zhong)氧化(hua)鎂(mei)含量高(gao)于菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)。它也是一種制造(zao)電熔凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)原料，部分地(di)區水(shui)鎂(mei)石(shi)的(de)化(hua)學(xue)成分見表(biao)2。

表2水鎂(mei)石的化(hua)學(xue)成分/%

③輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。以輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)作為電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)原(yuan)料(liao)，可以使生(sheng)產環(huan)境(jing)得到改善，可以降(jiang)低運輸(shu)費(fei)用。由于電熔(rong)時排(pai)出氣體(ti)少，成分也較(jiao)均勻，對提高電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)質量有利。

我國有一些(xie)電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)以輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)制成(cheng)(cheng)球料入(ru)爐電熔(rong)(rong)。輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)含量(liang)達到(dao)98%，以此(ci)料能生產(chan)出白色大結晶(jing)電熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。但由于(yu)成(cheng)(cheng)球費用(yong)高，影響生產(chan)成(cheng)(cheng)本(ben)。目前(qian)，有的(de)(de)廠(chang)家采用(yong)反(fan)射爐輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，以一定(ding)的(de)(de)粒度加入(ru)熔(rong)(rong)爐電熔(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)質量(liang)比用(yong)菱鎂(mei)礦石好，成(cheng)(cheng)本(ben)又比用(yong)球料作原料時便宜，因(yin)而得到(dao)了一定(ding)的(de)(de)推廣。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)砂。為了某些電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)特(te)(te)殊要求，有時(shi)必須在(zai)電熔(rong)過程中(zhong)采(cai)用(yong)(yong)燒(shao)結(jie)鎂(mei)砂作(zuo)為電熔(rong)原料，如采(cai)用(yong)(yong)海(hai)水鎂(mei)砂作(zuo)為電熔(rong)原料，一般(ban)首先利用(yong)(yong)處(chu)理海(hai)水和石灰乳作(zuo)用(yong)(yong)生(sheng)產氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)其他(ta)方法也可以(yi)(yi)制得輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(詳(xiang)見工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)制取方法)，采(cai)用(yong)(yong)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)為原料生(sheng)產電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和拉(la)特(te)(te)爾(Ruttere)等研究(jiu)認為，極少量的(de)(de)雜質氣(qi)體(ti)(相)也屬于(yu)晶體(ti)的(de)(de)雜質，可明顯影響晶粒的(de)(de)長(chang)大。因(yin)為雜質相的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)在(zai)于(yu)增加晶界(jie)(jie)運動(dong)所需的(de)(de)能量。當晶界(jie)(jie)與(yu)(yu)第二相相遇(yu)時(shi)，晶體(ti)能量降低(di)，其降低(di)量與(yu)(yu)第二相橫截(jie)面積成正比，所以(yi)(yi)必須提高晶界(jie)(jie)能，晶界(jie)(jie)才(cai)能離開(kai)第二相繼續運動(dong)。并(bing)且當晶界(jie)(jie)與(yu)(yu)第二相相遇(yu)時(shi)，與(yu)(yu)第二相橫截(jie)面積相等的(de)(de)晶界(jie)(jie)必須變形，第二相數量愈(yu)多，晶粒長(chang)大的(de)(de)極限尺寸愈(yu)小。

另一(yi)方面為(wei)了降低電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂的(de)顯氣孔率，也應盡(jin)量減少原料氧(yang)化(hua)鎂的(de)氣體排出，因此，采用燒(shao)結(jie)鎂砂電熔(rong)有其顯著優點。

⑤電(dian)熔(rong)氧化鎂單晶的化學(xue)原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特性(xing)是同原子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)力學本性(xing)如離(li)(li)子(zi)(zi)半徑的(de)尺寸(cun)，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電(dian)位(wei)數值(zhi)，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電(dian)子(zi)(zi)外層結構等相(xiang)關(guan)聯(lian)。而氧化鎂的(de)離(li)(li)子(zi)(zi)尺寸(cun)、質量和(he)電(dian)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、離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)極化作用、結晶構造等決定它是一高熔點化合物。

氧化鎂的(de)熔(rong)點和結(jie)構參數(shu)：陽離子半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離子半(ban)徑(jing)0.53mm;結(jie)構類型(xing)NaCl;配(pei)位(wei)數(shu)6;有效配(pei)位(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)制(zhi)造的(de)最(zui)重要過程(cheng)(cheng)是由(you)各種(zhong)鎂(mei)質原(yuan)料(liao)，通(tong)過各種(zhong)形(xing)式(shi)的(de)加(jia)熱方法產生(sheng)高(gao)溫使(shi)鎂(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變(bian)成(cheng)氧化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)體。要使(shi)氧化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)融(rong)，必須(xu)消耗大(da)(da)量的(de)熱能(neng)，以克服離子間的(de)引力。通(tong)過強大(da)(da)電(dian)(dian)弧產生(sheng)高(gao)溫而熔(rong)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)方法叫做電(dian)(dian)弧熔(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)一般包括熱的(de)傳導(dao)、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)化(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大(da)(da)等一系列(lie)物理(li)化(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)的(de)過程(cheng)(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)過(guo)程。用水(shui)鎂石作原料有一脫(tuo)水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂石的主要成分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過(guo)(guo)程(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)作為原料時(shi)有一個(ge)脫(tuo)碳過(guo)(guo)程(cheng)，脫(tuo)碳過(guo)(guo)程(cheng)包括兩個(ge)方(fang)面(mian)。一方(fang)面(mian)是菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石的(de)熱分(fen)解，菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石的(de)主要成分(fen)是碳酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方(fang)面，由于在(zai)(zai)(zai)電(dian)(dian)熔(rong)過(guo)程(cheng)中往往在(zai)(zai)(zai)原料(liao)氧(yang)化鎂(mei)中加入石(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)粉末(mo)添加物(助劑)，在(zai)(zai)(zai)電(dian)(dian)熔(rong)爐起動(dong)過(guo)程(cheng)中需在(zai)(zai)(zai)三(san)電(dian)(dian)極(石(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)電(dian)(dian)極)的下端(duan)用石(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)粉末(mo)鋪成三(san)角形(xing)或星形(xing)導線路，在(zai)(zai)(zai)通電(dian)(dian)過(guo)程(cheng)中受熱燒損或完全燃燒除去石(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過(guo)程。熔(rong)化(hua)(hua)過(guo)程即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)(zhong)鎂(mei)(mei)離子和氧(yang)(yang)離子在(zai)強電(dian)弧產生(sheng)(sheng)的(de)(de)熱能(neng)(neng)作用下(xia)，克服單晶(jing)體中(zhong)(zhong)的(de)(de)晶(jing)格能(neng)(neng)的(de)(de)束縛，變(bian)成(cheng)能(neng)(neng)自由(you)(you)運(yun)動(dong)的(de)(de)過(guo)程。也就是說(shuo)，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱到一定溫度(熔(rong)點)就會由(you)(you)固體變(bian)成(cheng)液體，叫熔(rong)化(hua)(hua)。在(zai)這一過(guo)程中(zhong)(zhong)需消耗(hao)大量的(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)(sheng)產者對用水鎂(mei)(mei)石作原料生(sheng)(sheng)產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)熱平(ping)衡的(de)(de)衡算，熱消耗(hao)的(de)(de)比例如下(xia)：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)體生(sheng)(sheng)成(cheng)熱消耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)熱值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成(cheng)熱耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)熱值(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼的(de)(de)水耗(hao)熱值(zhi)7.9%，爐(lu)子表(biao)面(mian)散熱值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)3.2%，從這些統計數據可以看(kan)出(chu)，在(zai)電(dian)熔(rong)