電(dian)(dian)弧(hu)熔爐生(sheng)產(chan)電(dian)(dian)熔氧(yang)化鎂的(de)工藝流程主要包(bao)括：原料配(pei)料、電(dian)(dian)弧(hu)熔融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富的(de)優質菱(ling)鎂(mei)礦石，氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量高，又易于開(kai)采，因此，被廣泛用作(zuo)電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)原(yuan)(yuan)料。采用菱(ling)鎂(mei)石作(zuo)原(yuan)(yuan)料，碳酸鎂(mei)分解產(chan)生CO2氣體，由于有(you)大量氣體從爐(lu)內排出影響著電(dian)熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化(hua)鎂的(de)結(jie)晶(jing)帶的(de)形(xing)成均有不(bu)利(li)影響，由(you)于大量(liang)塵(chen)料飛損，使物料損耗(hao)和能量(liang)消(xiao)耗(hao)增高，也惡(e)化(hua)了(le)車間生產環境。但由(you)于優質(zhi)菱(ling)鎂礦石容易獲得，價(jia)格很低(di)廉(lian)，所以，仍是(shi)我國電熔(rong)氧化(hua)鎂用得最(zui)多(duo)最(zui)廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)。菱鎂礦(kuang)石中氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂的含量(liang)高低和化(hua)學(xue)成分(fen)直接影(ying)響(xiang)到(dao)電熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂的質量(liang)，同(tong)時在電熔過程中也直接影(ying)響(xiang)到(dao)電熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂得到(dao)的品(pin)級比例，因(yin)此，為(wei)了保證電熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂的質量(liang)和品(pin)級比例，必(bi)須對(dui)各種礦(kuang)石進(jin)行(xing)適當(dang)的配(pei)比后進(jin)行(xing)熔煉(lian)。

②水鎂(mei)(mei)石。我(wo)國的(de)遼寧省(sheng)水鎂(mei)(mei)石的(de)礦(kuang)源非(fei)常豐(feng)富，水鎂(mei)(mei)石中氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石。它(ta)也是一種制(zhi)造電熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原料，部分(fen)地區水鎂(mei)(mei)石的(de)化(hua)學成分(fen)見表2。

表(biao)2水鎂石的(de)化學成分/%

③輕(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂。以(yi)輕(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂作為(wei)電熔氧化(hua)鎂原料，可以(yi)使生產環境得到(dao)改善(shan)，可以(yi)降低運輸(shu)費(fei)用。由于電熔時排出氣體(ti)少，成分也較均勻(yun)，對提高電熔氧化(hua)鎂質量有(you)利。

我國有(you)一(yi)些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)以輕燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)制成球料(liao)入爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)。輕燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)含量(liang)達到98%，以此料(liao)能(neng)生(sheng)產(chan)(chan)出白色大結晶電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)。但(dan)由于成球費(fei)用(yong)(yong)(yong)高，影響(xiang)生(sheng)產(chan)(chan)成本(ben)。目(mu)前，有(you)的廠家采(cai)用(yong)(yong)(yong)反射爐(lu)輕燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)，以一(yi)定的粒度加入熔(rong)(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的質(zhi)量(liang)比用(yong)(yong)(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石好，成本(ben)又(you)比用(yong)(yong)(yong)球料(liao)作原料(liao)時(shi)便(bian)宜，因而得(de)到了(le)一(yi)定的推廣。

④燒(shao)結鎂砂。為了某些電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)特(te)殊要求，有時必(bi)須(xu)在(zai)電熔(rong)過程(cheng)中(zhong)采(cai)用(yong)(yong)燒(shao)結鎂砂作(zuo)為電熔(rong)原料(liao)，如采(cai)用(yong)(yong)海(hai)水鎂砂作(zuo)為電熔(rong)原料(liao)，一般首先利用(yong)(yong)處理海(hai)水和石灰乳作(zuo)用(yong)(yong)生產氫氧(yang)(yang)化(hua)鎂，將氫氧(yang)(yang)化(hua)鎂煅燒(shao)成(cheng)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂。用(yong)(yong)其他方法(fa)(fa)也可以(yi)制得輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(詳見工(gong)業氧(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)制取方法(fa)(fa))，采(cai)用(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂作(zuo)為原料(liao)生產電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂。奧絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等(deng)(deng)研究認(ren)為，極少(shao)量的(de)雜(za)質氣(qi)體(ti)(ti)(相(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)的(de)雜(za)質，可明顯影響(xiang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)長大(da)。因為雜(za)質相(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)用(yong)(yong)在(zai)于增加晶(jing)(jing)(jing)(jing)界運動所需的(de)能量。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界與第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)能量降低(di)，其降低(di)量與第(di)二相(xiang)(xiang)橫截面積(ji)成(cheng)正比，所以(yi)必(bi)須(xu)提高晶(jing)(jing)(jing)(jing)界能，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界才能離開第(di)二相(xiang)(xiang)繼續運動。并且當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界與第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與第(di)二相(xiang)(xiang)橫截面積(ji)相(xiang)(xiang)等(deng)(deng)的(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界必(bi)須(xu)變形，第(di)二相(xiang)(xiang)數量愈多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)長大(da)的(de)極限尺寸(cun)愈小。

另一方(fang)面為了(le)降低電熔凝氧化(hua)鎂的(de)顯(xian)氣孔率，也應(ying)盡量(liang)減少原(yuan)料氧化(hua)鎂的(de)氣體排出，因此(ci)，采用燒結鎂砂(sha)電熔有其顯(xian)著(zhu)優點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶的化(hua)學(xue)原料質量要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性是同(tong)原子(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)力學本性如離子(zi)(zi)(zi)半(ban)徑的(de)尺寸，離子(zi)(zi)(zi)的(de)電位數值，離子(zi)(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)(zi)外層結(jie)構(gou)等(deng)(deng)相關(guan)聯(lian)。而氧化(hua)鎂的(de)離子(zi)(zi)(zi)尺寸、質量和(he)電荷、陽離子(zi)(zi)(zi)和(he)陰(yin)離子(zi)(zi)(zi)之間的(de)結(jie)合特性和(he)強度(du)、離子(zi)(zi)(zi)的(de)極化(hua)作(zuo)用、結(jie)晶構(gou)造(zao)等(deng)(deng)決(jue)定它是一高熔點化(hua)合物。

氧化(hua)鎂的(de)熔點和結(jie)(jie)構(gou)參數：陽(yang)離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結(jie)(jie)構(gou)類型NaCl;配(pei)位數6;有效配(pei)位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔凝氧化(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)(de)最(zui)重(zhong)要過(guo)(guo)(guo)程(cheng)是由各種鎂(mei)質原料，通過(guo)(guo)(guo)各種形式的(de)(de)(de)加熱方法(fa)產生(sheng)高溫使(shi)鎂(mei)質材料(MgO)熔化(hua)，變成(cheng)氧化(hua)鎂(mei)熔體。要使(shi)氧化(hua)鎂(mei)熔融，必須消耗大(da)量的(de)(de)(de)熱能(neng)，以克服離子(zi)間的(de)(de)(de)引(yin)力。通過(guo)(guo)(guo)強大(da)電弧(hu)產生(sheng)高溫而熔化(hua)氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)方法(fa)叫做電弧(hu)熔融法(fa)。這個融化(hua)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)一般(ban)包(bao)括熱的(de)(de)(de)傳導、脫水(shui)、脫碳、熔化(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長(chang)大(da)等一系列(lie)物(wu)理化(hua)學(xue)變化(hua)的(de)(de)(de)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)過程。用(yong)水(shui)鎂(mei)石作原料(liao)有一脫水(shui)過程。水(shui)鎂(mei)石的主(zhu)要成分(fen)是(shi)氫(qing)氧(yang)化鎂(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫水(shui)過程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)程。用(yong)菱(ling)(ling)鎂礦(kuang)作為原料(liao)時有一個脫(tuo)碳(tan)過(guo)程，脫(tuo)碳(tan)過(guo)程包(bao)括兩個方(fang)面(mian)。一方(fang)面(mian)是菱(ling)(ling)鎂礦(kuang)石(shi)的熱分解，菱(ling)(ling)鎂礦(kuang)石(shi)的主要成分是碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由(you)于在(zai)電(dian)熔過程(cheng)中(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)原料氧化鎂中(zhong)加入石(shi)墨(mo)(mo)粉末添加物(助劑)，在(zai)電(dian)熔爐起動(dong)過程(cheng)中(zhong)需在(zai)三電(dian)極(石(shi)墨(mo)(mo)電(dian)極)的下端(duan)用石(shi)墨(mo)(mo)粉末鋪成三角形或(huo)星形導線(xian)路，在(zai)通電(dian)過程(cheng)中(zhong)受熱燒損(sun)或(huo)完全(quan)燃(ran)燒除(chu)去石(shi)墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)過程(cheng)(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)過程(cheng)(cheng)即氧化(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子(zi)和氧離子(zi)在(zai)強電(dian)(dian)(dian)弧產生的熱(re)(re)能作用(yong)下，克服單晶體(ti)中的晶格能的束(shu)縛，變成(cheng)(cheng)能自由運動的過程(cheng)(cheng)。也(ye)就(jiu)是說，氧化(hua)鎂(mei)加(jia)熱(re)(re)到一定(ding)溫(wen)度(熔(rong)(rong)點)就(jiu)會(hui)由固體(ti)變成(cheng)(cheng)液(ye)體(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)。在(zai)這一過程(cheng)(cheng)中需消(xiao)耗(hao)大量的電(dian)(dian)(dian)能。據(ju)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)生產者(zhe)對用(yong)水鎂(mei)石(shi)作原料生產電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)的熱(re)(re)平衡(heng)的衡(heng)算(suan)，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)的比例(li)如下：氧化(hua)鎂(mei)晶體(ti)生成(cheng)(cheng)熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮(pi)消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生成(cheng)(cheng)熱(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的水耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散(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)(dian)能損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統(tong)計數據(ju)可以(yi)看出，在(zai)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)