電弧熔(rong)爐生產(chan)電熔(rong)氧(yang)化鎂的工藝流程(cheng)主(zhu)要(yao)包括：原料(liao)配料(liao)、電弧熔(rong)融、破碎(sui)、選別、粉碎(sui)、篩別、磁選、分類包裝等(deng)。

(1)原料

我國有豐富的優質菱鎂礦石(shi)，氧化鎂含量(liang)高，又易于開采，因此，被廣泛用作(zuo)電熔(rong)氧化鎂的原料。采用菱鎂石(shi)作(zuo)原料，碳酸鎂分解(jie)產生CO2氣體，由于有大(da)量(liang)氣體從爐內排出影響(xiang)著電熔(rong)過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔氧化鎂(mei)的結晶帶(dai)的形(xing)成(cheng)均有(you)不利影響，由于大量塵料飛損(sun)(sun)，使物料損(sun)(sun)耗(hao)和能(neng)量消耗(hao)增高，也惡(e)化了(le)車間(jian)生產環境。但由于優質菱鎂(mei)礦石(shi)容易獲得，價格很低廉，所(suo)以，仍是我國電熔氧化鎂(mei)用得最多最廣泛(fan)的原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石中(zhong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的含量高低和化(hua)(hua)學成分(fen)直接影響到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的質量，同(tong)時在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)過程中(zhong)也直接影響到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)得(de)到(dao)的品(pin)級(ji)比(bi)例，因此，為了保證電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的質量和品(pin)級(ji)比(bi)例，必須對各種(zhong)礦(kuang)石進行適當的配比(bi)后進行熔(rong)(rong)煉。

②水鎂石(shi)(shi)。我(wo)國的遼寧省水鎂石(shi)(shi)的礦源非常豐富(fu)，水鎂石(shi)(shi)中氧(yang)化(hua)鎂含量高于菱鎂礦石(shi)(shi)。它也是一種制(zhi)造電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂的原料，部分地區水鎂石(shi)(shi)的化(hua)學成分見(jian)表(biao)2。

表(biao)2水鎂石的化(hua)學成分/%

③輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)。以(yi)輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)作(zuo)為電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)原(yuan)料(liao)，可以(yi)使生產環境得到改善，可以(yi)降低運輸(shu)費用。由于電(dian)熔時排(pai)出氣體少，成分也較均勻(yun)，對提高電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)質量(liang)有(you)利。

我國有一(yi)些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)以(yi)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)制成(cheng)球(qiu)(qiu)(qiu)料(liao)入爐電(dian)(dian)熔(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)化鎂(mei)(mei)含(han)量(liang)達到98%，以(yi)此料(liao)能生產出白色大結晶電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)。但(dan)由(you)于成(cheng)球(qiu)(qiu)(qiu)費用(yong)高，影(ying)響(xiang)生產成(cheng)本(ben)。目前，有的(de)廠家采用(yong)反射(she)爐輕(qing)燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)，以(yi)一(yi)定(ding)的(de)粒度(du)加入熔(rong)爐電(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)比(bi)用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本(ben)又(you)比(bi)用(yong)球(qiu)(qiu)(qiu)料(liao)作原料(liao)時便(bian)宜，因而(er)得到了一(yi)定(ding)的(de)推廣。

④燒結(jie)鎂(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了(le)某(mou)些電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)特殊要求，有時必(bi)須在電(dian)熔過(guo)程中采用(yong)燒結(jie)鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)熔原(yuan)料，如采用(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)熔原(yuan)料，一般首先利用(yong)處(chu)理海水(shui)和(he)石灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)生(sheng)產氫氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將(jiang)氫氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒成(cheng)輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)其(qi)他方法也(ye)可(ke)以(yi)制(zhi)得輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工(gong)業(ye)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)制(zhi)取(qu)方法)，采用(yong)輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)原(yuan)料生(sheng)產電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和(he)拉特爾(er)(Ruttere)等研究認為(wei)，極(ji)少量的(de)(de)雜(za)質(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)體(ti)的(de)(de)雜(za)質(zhi)，可(ke)明顯(xian)影響(xiang)晶(jing)粒(li)的(de)(de)長大。因為(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)在于增加晶(jing)界(jie)運(yun)動所需的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量。當晶(jing)界(jie)與(yu)第二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)體(ti)能(neng)(neng)(neng)量降低(di)，其(qi)降低(di)量與(yu)第二相(xiang)(xiang)橫(heng)(heng)截面積成(cheng)正比，所以(yi)必(bi)須提高晶(jing)界(jie)能(neng)(neng)(neng)，晶(jing)界(jie)才能(neng)(neng)(neng)離開第二相(xiang)(xiang)繼續(xu)運(yun)動。并且當晶(jing)界(jie)與(yu)第二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，與(yu)第二相(xiang)(xiang)橫(heng)(heng)截面積相(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)界(jie)必(bi)須變形，第二相(xiang)(xiang)數量愈多，晶(jing)粒(li)長大的(de)(de)極(ji)限尺寸愈小。

另(ling)一方面為了降低電熔凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)的顯(xian)(xian)氣孔率，也應盡量減少原料氧化鎂(mei)(mei)(mei)的氣體排(pai)出(chu)，因此，采(cai)用燒結鎂(mei)(mei)(mei)砂電熔有其顯(xian)(xian)著優點(dian)。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶的化(hua)學(xue)原料(liao)質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原子(zi)(zi)(zi)(zi)和分子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)力學本性(xing)如離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)半徑(jing)的(de)(de)(de)尺寸，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電位數(shu)值，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)外層結構等相關聯。而氧化鎂的(de)(de)(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸、質量(liang)和電荷、陽(yang)離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和陰離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)(de)結合特性(xing)和強度(du)、離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)極化作用、結晶構造等決定它是一高熔點化合物。

氧化鎂的熔點(dian)和結(jie)構參數(shu)：陽離子半徑(jing)0.074mm;陰離子半徑(jing)0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制(zhi)造(zao)的(de)最重(zhong)要(yao)過(guo)程(cheng)(cheng)是由各(ge)種鎂(mei)(mei)質原料(liao)，通(tong)過(guo)各(ge)種形式(shi)的(de)加熱(re)方法(fa)(fa)產(chan)生高(gao)溫(wen)(wen)使鎂(mei)(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變成(cheng)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)體。要(yao)使氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)融(rong)(rong)，必須消耗(hao)大量的(de)熱(re)能(neng)，以克服離子(zi)間的(de)引力。通(tong)過(guo)強大電(dian)(dian)弧產(chan)生高(gao)溫(wen)(wen)而熔(rong)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)方法(fa)(fa)叫做電(dian)(dian)弧熔(rong)融(rong)(rong)法(fa)(fa)。這個融(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)一般包括(kuo)熱(re)的(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體長(chang)大等一系列物理(li)化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)過(guo)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(cheng)分(fen)是(shi)(shi)氫(qing)氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過(guo)程是(shi)(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過程。用菱鎂(mei)(mei)礦作為原料(liao)時有(you)一個(ge)脫(tuo)碳過程，脫(tuo)碳過程包括(kuo)兩個(ge)方面。一方面是菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)的熱分(fen)解，菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)的主(zhu)要(yao)成分(fen)是碳酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)過程中(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)原料(liao)氧(yang)化鎂中(zhong)加入石(shi)(shi)墨(mo)粉末(mo)添加物(助劑)，在(zai)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)爐(lu)起動(dong)過程中(zhong)需在(zai)三電(dian)(dian)(dian)極(石(shi)(shi)墨(mo)電(dian)(dian)(dian)極)的下端用石(shi)(shi)墨(mo)粉末(mo)鋪成(cheng)三角(jiao)形(xing)或(huo)星形(xing)導線路，在(zai)通電(dian)(dian)(dian)過程中(zhong)受熱燒損或(huo)完全(quan)燃燒除(chu)去(qu)石(shi)(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)即(ji)氧化(hua)(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離(li)(li)子和氧離(li)(li)子在強電弧產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)能作用下(xia)，克服單晶體中(zhong)的(de)(de)(de)晶格能的(de)(de)(de)束縛，變成能自(zi)由運動的(de)(de)(de)過程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)。也(ye)就是說，氧化(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)(rong)點(dian))就會由固體變成液體，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)。在這一過程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)中(zhong)需(xu)消(xiao)耗(hao)大(da)量的(de)(de)(de)電能。據電熔(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產(chan)(chan)者對用水(shui)鎂(mei)石作原料生(sheng)產(chan)(chan)電熔(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)平衡(heng)的(de)(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)的(de)(de)(de)比例(li)如(ru)下(xia)：氧化(hua)(hua)鎂(mei)晶體生(sheng)成熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)值34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)值15.3%，散砂生(sheng)成熱(re)(re)耗(hao)值3.0%，冷卻(que)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)值8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)(de)(de)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)值7.9%，爐子表(biao)面散熱(re)(re)值6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)(re)值28.8%。電能損(sun)失值3.2%，從這些統(tong)計數據可以看(kan)出，在電熔(rong)(rong)(rong)