電(dian)弧熔爐(lu)生(sheng)產電(dian)熔氧(yang)化鎂的工(gong)藝流程主要(yao)包(bao)括：原料配料、電(dian)弧熔融(rong)、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐(feng)富的(de)優質菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石，氧化鎂(mei)(mei)含量(liang)高，又易于開采，因此，被廣泛用作電熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)的(de)原料(liao)。采用菱(ling)鎂(mei)(mei)石作原料(liao)，碳(tan)酸鎂(mei)(mei)分(fen)解(jie)產生(sheng)CO2氣體(ti)，由于有大量(liang)氣體(ti)從爐內排出影響著(zhu)電熔(rong)過程(cheng)的(de)進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)(dian)熔氧化鎂的(de)結(jie)晶(jing)帶的(de)形成均有不利影(ying)響(xiang)，由于大量(liang)(liang)塵料飛損(sun)，使物料損(sun)耗(hao)和能量(liang)(liang)消耗(hao)增高，也(ye)惡化了車間生產環境。但由于優(you)質菱鎂礦石容易(yi)獲得，價格很低廉，所以，仍是(shi)我(wo)國電(dian)(dian)熔氧化鎂用(yong)得最(zui)多(duo)最(zui)廣(guang)泛的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)。菱鎂礦(kuang)石(shi)(shi)中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂的(de)含量(liang)高低和化(hua)學(xue)成(cheng)分直接(jie)影響到電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂的(de)質量(liang)，同時(shi)在電熔(rong)過程中(zhong)也直接(jie)影響到電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂得到的(de)品(pin)(pin)級比例，因此，為(wei)了保證電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂的(de)質量(liang)和品(pin)(pin)級比例，必須對各(ge)種礦(kuang)石(shi)(shi)進行適當的(de)配比后進行熔(rong)煉。

②水鎂石(shi)(shi)(shi)。我(wo)國(guo)的(de)遼寧省(sheng)水鎂石(shi)(shi)(shi)的(de)礦源非常(chang)豐富，水鎂石(shi)(shi)(shi)中氧化鎂含量(liang)高于菱鎂礦石(shi)(shi)(shi)。它也(ye)是(shi)一種制造(zao)電熔凝氧化鎂的(de)原料，部分地區水鎂石(shi)(shi)(shi)的(de)化學成分見表2。

表2水鎂(mei)石的化學成分/%

③輕(qing)燒氧化鎂(mei)。以(yi)輕(qing)燒氧化鎂(mei)作為電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)原料(liao)，可(ke)以(yi)使生產環境得到改善，可(ke)以(yi)降低運輸費用。由于電(dian)熔(rong)時(shi)排出(chu)氣(qi)體少，成(cheng)分也較均勻，對提(ti)高電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)質量有(you)利(li)。

我國(guo)有一(yi)(yi)些電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)以(yi)輕燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制(zhi)成球(qiu)料入(ru)爐電(dian)(dian)熔(rong)(rong)。輕燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)含量達到(dao)98%，以(yi)此料能生產出白色大結晶電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。但由(you)于成球(qiu)費用(yong)高，影響生產成本(ben)(ben)。目前(qian)，有的廠家采(cai)用(yong)反(fan)射爐輕燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)，以(yi)一(yi)(yi)定的粒度加入(ru)熔(rong)(rong)爐電(dian)(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的質量比用(yong)菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)好，成本(ben)(ben)又比用(yong)球(qiu)料作原料時便宜，因而得(de)到(dao)了一(yi)(yi)定的推廣。

④燒(shao)(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)了某些電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)特(te)(te)殊(shu)要求，有時(shi)必(bi)須(xu)在電熔(rong)過程中采(cai)(cai)用(yong)燒(shao)(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)電熔(rong)原(yuan)料，如采(cai)(cai)用(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)電熔(rong)原(yuan)料，一(yi)般首先利用(yong)處(chu)理海水(shui)和(he)(he)石灰(hui)乳作(zuo)用(yong)生產氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)(shao)(shao)成輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)其(qi)他方法也可以制得輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)制取方法)，采(cai)(cai)用(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原(yuan)料生產電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。奧(ao)絲(si)脫(tuo)(AusT)和(he)(he)拉特(te)(te)爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)(wei)，極(ji)少量(liang)(liang)的(de)(de)雜質(zhi)氣體(ti)(相)也屬于晶(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)雜質(zhi)，可明(ming)顯影響晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)長大。因(yin)為(wei)(wei)雜質(zhi)相的(de)(de)作(zuo)用(yong)在于增加晶(jing)(jing)(jing)界運(yun)(yun)動(dong)所需的(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界與(yu)第(di)二(er)相相遇時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)體(ti)能(neng)量(liang)(liang)降(jiang)(jiang)低，其(qi)降(jiang)(jiang)低量(liang)(liang)與(yu)第(di)二(er)相橫截(jie)面(mian)積成正比，所以必(bi)須(xu)提高晶(jing)(jing)(jing)界能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界才能(neng)離開第(di)二(er)相繼續運(yun)(yun)動(dong)。并且當晶(jing)(jing)(jing)界與(yu)第(di)二(er)相相遇時(shi)，與(yu)第(di)二(er)相橫截(jie)面(mian)積相等(deng)的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界必(bi)須(xu)變形(xing)，第(di)二(er)相數量(liang)(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)粒長大的(de)(de)極(ji)限尺寸(cun)愈小。

另一方面為了(le)降低電熔凝氧化鎂(mei)的顯(xian)氣(qi)孔率(lv)，也(ye)應(ying)盡量減(jian)少(shao)原料(liao)氧化鎂(mei)的氣(qi)體排出，因(yin)此，采用燒結鎂(mei)砂電熔有其(qi)顯(xian)著優(you)點。

⑤電熔(rong)氧化(hua)鎂單晶的化(hua)學原(yuan)料質量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特性是同原子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)力學本性如離子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺(chi)寸(cun)(cun)，離子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)(dian)位(wei)數值，離子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)外層(ceng)結(jie)構等相關聯。而氧化鎂的(de)(de)離子(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)(cun)、質量和(he)(he)電(dian)(dian)荷(he)、陽離子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)陰離子(zi)(zi)(zi)之間(jian)的(de)(de)結(jie)合特性和(he)(he)強度、離子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極化作用(yong)、結(jie)晶構造(zao)等決定它(ta)是一(yi)高熔點化合物(wu)。

氧化(hua)鎂的熔(rong)點和結構(gou)(gou)參數(shu)(shu)：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構(gou)(gou)類(lei)型NaCl;配位數(shu)(shu)6;有效配位數(shu)(shu)8.5;密(mi)度(du)3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制造(zao)的(de)最重要(yao)過(guo)程(cheng)是(shi)由(you)各種鎂(mei)質(zhi)原料(liao)(liao)，通(tong)過(guo)各種形式的(de)加熱(re)方法產(chan)生高溫(wen)使(shi)鎂(mei)質(zhi)材料(liao)(liao)(MgO)熔化(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔體。要(yao)使(shi)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔融，必(bi)須消耗大量(liang)的(de)熱(re)能，以克服離子間的(de)引力。通(tong)過(guo)強大電弧(hu)產(chan)生高溫(wen)而(er)熔化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)方法叫做電弧(hu)熔融法。這(zhe)個融化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)一(yi)般包括熱(re)的(de)傳(chuan)導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔化(hua)(hua)、析晶(jing)(jing)、晶(jing)(jing)體長(chang)大等一(yi)系列物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)過(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)(tuo)水過(guo)程(cheng)。用水鎂石作(zuo)原料有一脫(tuo)(tuo)水過(guo)程(cheng)。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(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)(guo)程。用菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)作為原(yuan)料時有一個脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)(guo)程，脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)(guo)程包括兩(liang)個方(fang)面。一方(fang)面是菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)的(de)熱分(fen)解，菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)的(de)主要成分(fen)是碳(tan)(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電熔(rong)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)原料氧(yang)化鎂(mei)中(zhong)加入(ru)石(shi)墨(mo)粉末(mo)(mo)添加物(助劑)，在(zai)電熔(rong)爐(lu)起動過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)需在(zai)三電極(ji)(石(shi)墨(mo)電極(ji))的下端用石(shi)墨(mo)粉末(mo)(mo)鋪成三角(jiao)形或星形導線路，在(zai)通(tong)電過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)受熱燒(shao)損(sun)或完全燃燒(shao)除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)過程。熔(rong)(rong)化(hua)過程即氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離子和氧(yang)(yang)離子在(zai)強電(dian)(dian)弧產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的熱(re)能作用(yong)下，克(ke)服單晶(jing)體(ti)(ti)中的晶(jing)格能的束縛，變成(cheng)能自由運動的過程。也就是說，氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)到一定溫(wen)度(du)(熔(rong)(rong)點)就會由固體(ti)(ti)變成(cheng)液體(ti)(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)。在(zai)這一過程中需消耗(hao)(hao)(hao)(hao)大量(liang)的電(dian)(dian)能。據電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)者對用(yong)水鎂(mei)(mei)石作原料生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的熱(re)平(ping)衡的衡算，熱(re)消耗(hao)(hao)(hao)(hao)的比例如(ru)下：氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)體(ti)(ti)生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)消耗(hao)(hao)(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮(pi)消耗(hao)(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)耗(hao)(hao)(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐殼的水耗(hao)(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)7.9%，爐子表(biao)面散熱(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能損失值(zhi)3.2%，從這些統計數據可以看出，在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)