電弧(hu)熔(rong)(rong)爐生(sheng)產電熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂的工藝流程(cheng)主要包(bao)括：原料(liao)配(pei)料(liao)、電弧(hu)熔(rong)(rong)融(rong)、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有(you)豐(feng)富(fu)的優質菱(ling)鎂礦石(shi)，氧化鎂含量(liang)高，又(you)易于開(kai)采，因此，被(bei)廣泛用作(zuo)電熔(rong)氧化鎂的原料。采用菱(ling)鎂石(shi)作(zuo)原料，碳(tan)酸鎂分解產生CO2氣(qi)體，由(you)于有(you)大量(liang)氣(qi)體從爐內排出影響著電熔(rong)過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂的結晶帶的形成均有不利影響，由于大量塵(chen)料(liao)飛損，使物料(liao)損耗和能量消耗增高(gao)，也惡(e)化(hua)了車間生產(chan)環境。但由于優質菱鎂礦石容(rong)易(yi)獲得，價格(ge)很(hen)低廉(lian)，所以，仍(reng)是我國(guo)電熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂用得最多最廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石中氧(yang)化鎂(mei)的(de)含(han)量高低和化學(xue)成分直接影響到電熔凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的(de)質量，同(tong)時在(zai)電熔過(guo)程(cheng)中也(ye)直接影響到電熔凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)得到的(de)品級(ji)比(bi)例，因此，為了保證電熔凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的(de)質量和品級(ji)比(bi)例，必須(xu)對各種礦石進行適當的(de)配比(bi)后進行熔煉。

②水(shui)(shui)鎂(mei)石。我國的(de)遼寧省(sheng)水(shui)(shui)鎂(mei)石的(de)礦(kuang)源非常豐富，水(shui)(shui)鎂(mei)石中氧化鎂(mei)含(han)量高于菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石。它(ta)也是一種制造電(dian)熔凝氧化鎂(mei)的(de)原料，部(bu)分地區水(shui)(shui)鎂(mei)石的(de)化學成分見表(biao)2。

表(biao)2水鎂石的化學成分/%

③輕燒氧化鎂(mei)。以(yi)輕燒氧化鎂(mei)作為電(dian)熔氧化鎂(mei)原(yuan)料(liao)，可以(yi)使生產環境得到改(gai)善(shan)，可以(yi)降低運輸費用。由于(yu)電(dian)熔時(shi)排出氣體(ti)少(shao)，成分也較均勻，對(dui)提高電(dian)熔氧化鎂(mei)質量有(you)利。

我國有一(yi)些電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂以(yi)輕燒(shao)氧化(hua)(hua)(hua)鎂制成(cheng)球(qiu)料入爐(lu)電熔(rong)。輕燒(shao)氧化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)(hua)鎂含量(liang)達到98%，以(yi)此料能生產出(chu)白(bai)色大結晶電熔(rong)氧化(hua)(hua)(hua)鎂。但由(you)于成(cheng)球(qiu)費用高，影(ying)響生產成(cheng)本。目(mu)前，有的(de)(de)(de)廠家(jia)采用反射(she)爐(lu)輕燒(shao)氧化(hua)(hua)(hua)鎂，以(yi)一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)粒(li)度(du)加入熔(rong)爐(lu)電熔(rong)，電熔(rong)氧化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)質量(liang)比用菱(ling)鎂礦石好，成(cheng)本又比用球(qiu)料作原料時便(bian)宜(yi)，因而(er)得(de)到了一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了某些電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)特(te)殊要求(qiu)，有時必(bi)須(xu)在(zai)電熔過程中采用燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電熔原(yuan)料，如采用海水鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電熔原(yuan)料，一般首先利用處理海水和(he)石灰(hui)乳作(zuo)(zuo)(zuo)用生產氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用其(qi)他方法(fa)也(ye)可以(yi)制得輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)制取方法(fa))，采用輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)(wei)原(yuan)料生產電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特(te)爾(Ruttere)等研究(jiu)認(ren)為(wei)(wei)，極少量(liang)的(de)(de)雜(za)質(zhi)氣體(ti)(ti)(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)體(ti)(ti)的(de)(de)雜(za)質(zhi)，可明顯影響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)長(chang)(chang)大(da)(da)。因(yin)為(wei)(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用在(zai)于增(zeng)加晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)運動所需的(de)(de)能量(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)體(ti)(ti)能量(liang)降(jiang)低，其(qi)降(jiang)低量(liang)與第(di)二相(xiang)(xiang)橫(heng)截面(mian)積成正比，所以(yi)必(bi)須(xu)提(ti)高(gao)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)能，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)才能離開第(di)二相(xiang)(xiang)繼續(xu)運動。并且當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與第(di)二相(xiang)(xiang)橫(heng)截面(mian)積相(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)必(bi)須(xu)變形(xing)，第(di)二相(xiang)(xiang)數量(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)粒長(chang)(chang)大(da)(da)的(de)(de)極限尺寸(cun)愈(yu)小。

另一方面為了(le)降(jiang)低電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)顯氣孔率，也應(ying)盡(jin)量減少原料氧化鎂(mei)(mei)的(de)氣體排(pai)出(chu)，因(yin)此，采用燒結鎂(mei)(mei)砂(sha)電(dian)(dian)熔(rong)有其顯著優點(dian)。

⑤電(dian)熔氧化鎂單(dan)晶的(de)化學(xue)原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原子和分(fen)子的(de)(de)量子力學本性(xing)如(ru)離(li)子半徑的(de)(de)尺(chi)寸(cun)，離(li)子的(de)(de)電位(wei)數(shu)值，離(li)子的(de)(de)電子外(wai)層結(jie)構(gou)等相關聯(lian)。而氧化鎂的(de)(de)離(li)子尺(chi)寸(cun)、質量和電荷、陽離(li)子和陰離(li)子之間的(de)(de)結(jie)合特性(xing)和強度、離(li)子的(de)(de)極化作用、結(jie)晶構(gou)造等決定(ding)它是一高熔(rong)點化合物。

氧化鎂的熔(rong)點和(he)結構參數：陽離子(zi)半徑0.074mm;陰離子(zi)半徑0.53mm;結構類(lei)型NaCl;配位(wei)數6;有效配位(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂制(zhi)造的(de)(de)(de)最重要(yao)過(guo)(guo)程(cheng)是由(you)各(ge)種(zhong)鎂質原料，通過(guo)(guo)各(ge)種(zhong)形(xing)式的(de)(de)(de)加熱(re)(re)方法(fa)產(chan)生高(gao)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，必須消(xiao)耗(hao)大(da)量的(de)(de)(de)熱(re)(re)能，以克(ke)服離(li)子間的(de)(de)(de)引力。通過(guo)(guo)強大(da)電弧(hu)產(chan)生高(gao)溫而(er)熔(rong)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)方法(fa)叫做電弧(hu)熔(rong)融法(fa)。這(zhe)個(ge)融化(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)一般包括熱(re)(re)的(de)(de)(de)傳(chuan)導、脫水(shui)、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析(xi)晶、晶體長大(da)等一系(xi)列(lie)物理(li)化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)(tuo)水過(guo)(guo)程(cheng)。用水鎂(mei)石作(zuo)原料有一脫(tuo)(tuo)水過(guo)(guo)程(cheng)。水鎂(mei)石的主要(yao)成分是氫(qing)氧(yang)化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)(tuo)水過(guo)(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程。用菱(ling)鎂(mei)礦作為原料時有(you)一(yi)個脫碳過程，脫碳過程包括(kuo)兩個方面(mian)。一(yi)方面(mian)是菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)(shi)的熱分解，菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)(shi)的主要(yao)成分是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于在(zai)(zai)(zai)電熔(rong)過(guo)程(cheng)(cheng)中往往在(zai)(zai)(zai)原料氧化(hua)鎂(mei)中加(jia)入(ru)石墨(mo)粉末(mo)添加(jia)物(wu)(助劑)，在(zai)(zai)(zai)電熔(rong)爐起動過(guo)程(cheng)(cheng)中需在(zai)(zai)(zai)三(san)電極(石墨(mo)電極)的(de)下端用石墨(mo)粉末(mo)鋪成三(san)角形或(huo)星形導線路，在(zai)(zai)(zai)通電過(guo)程(cheng)(cheng)中受熱(re)燒損或(huo)完全(quan)燃燒除(chu)去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)過程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)過程(cheng)即(ji)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離(li)子和氧(yang)(yang)離(li)子在(zai)強(qiang)電(dian)(dian)弧產生(sheng)(sheng)的(de)熱(re)(re)能(neng)作用(yong)下(xia)，克(ke)服單晶(jing)體(ti)中的(de)晶(jing)格能(neng)的(de)束(shu)縛，變成(cheng)(cheng)能(neng)自(zi)由(you)運動的(de)過程(cheng)。也就是說，氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)到一定(ding)溫度(du)(熔(rong)(rong)點)就會由(you)固體(ti)變成(cheng)(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)。在(zai)這一過程(cheng)中需消(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)電(dian)(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)(sheng)產者對用(yong)水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)作原料生(sheng)(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)熱(re)(re)平(ping)衡(heng)的(de)衡(heng)算(suan)，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)比(bi)例(li)如(ru)下(xia)：氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)體(ti)生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮(pi)消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶走(zou)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損失(shi)值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統(tong)計(ji)數據(ju)可以看出，在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)