電弧(hu)熔爐(lu)生(sheng)產(chan)電熔氧(yang)化鎂的工藝(yi)流(liu)程主要(yao)包(bao)括：原(yuan)料(liao)配料(liao)、電弧(hu)熔融、破碎、選(xuan)(xuan)別、粉碎、篩別、磁選(xuan)(xuan)、分(fen)類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富的優質(zhi)菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)，氧化鎂(mei)含量高，又易于開采(cai)，因此，被廣泛(fan)用作電熔氧化鎂(mei)的原(yuan)(yuan)料(liao)。采(cai)用菱(ling)鎂(mei)石(shi)作原(yuan)(yuan)料(liao)，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣體(ti)，由于有大(da)量氣體(ti)從爐內排出影響著電熔過程(cheng)的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)的結晶帶的形成均(jun)有不(bu)利影響，由(you)于大(da)量(liang)塵料飛(fei)損，使物料損耗(hao)和能量(liang)消耗(hao)增(zeng)高，也(ye)惡化(hua)(hua)了車(che)間(jian)生(sheng)產環境。但由(you)于優質(zhi)菱(ling)鎂(mei)礦石容易(yi)獲得，價(jia)格很(hen)低廉，所以，仍是我國電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)用得最多(duo)最廣(guang)泛的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)中氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)含量(liang)高低(di)和(he)(he)化學(xue)成分直(zhi)接影響到(dao)(dao)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)，同時在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)過程(cheng)中也直(zhi)接影響到(dao)(dao)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)得到(dao)(dao)的(de)品級(ji)比(bi)例(li)，因此(ci)，為(wei)了保證電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)和(he)(he)品級(ji)比(bi)例(li)，必須對各種礦(kuang)石(shi)進行適當的(de)配比(bi)后進行熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)石。我(wo)國的遼寧(ning)省水(shui)鎂(mei)石的礦源(yuan)非常豐富(fu)，水(shui)鎂(mei)石中氧化(hua)(hua)鎂(mei)含量(liang)高于菱鎂(mei)礦石。它也是一種制造電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的原料，部分(fen)地區水(shui)鎂(mei)石的化(hua)(hua)學成分(fen)見表2。

表2水鎂石的(de)化(hua)學成(cheng)分/%

③輕燒氧化鎂(mei)。以輕燒氧化鎂(mei)作為電熔氧化鎂(mei)原(yuan)料，可(ke)以使生產環境得(de)到(dao)改善，可(ke)以降低運輸費(fei)用。由于電熔時排出氣體(ti)少，成分也較均勻，對提(ti)高(gao)電熔氧化鎂(mei)質(zhi)量有利(li)。

我國有一(yi)些電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成球料(liao)入爐(lu)電熔(rong)(rong)(rong)。輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量達到98%，以(yi)此料(liao)能生產出白色大(da)結(jie)晶電熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成球費用高，影響(xiang)生產成本。目(mu)前，有的(de)廠家(jia)采用反射(she)爐(lu)輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)一(yi)定的(de)粒(li)度加入熔(rong)(rong)(rong)爐(lu)電熔(rong)(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)量比(bi)用菱鎂(mei)(mei)礦石好，成本又比(bi)用球料(liao)作(zuo)原料(liao)時便宜，因而(er)得(de)到了一(yi)定的(de)推廣。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了(le)某些電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)特殊要(yao)求，有時(shi)必須在(zai)電熔(rong)(rong)過程中(zhong)采用(yong)(yong)(yong)燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)電熔(rong)(rong)原料(liao)，如采用(yong)(yong)(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)電熔(rong)(rong)原料(liao)，一般(ban)首先利用(yong)(yong)(yong)處理(li)海水(shui)和(he)石灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)生產氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)(yong)其他(ta)方法也可以(yi)制得輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳(xiang)見工業氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)制取方法)，采用(yong)(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)原料(liao)生產電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特爾(er)(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)，極少量(liang)的(de)雜(za)質(zhi)氣體(ti)(ti)(相(xiang))也屬(shu)于(yu)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)的(de)雜(za)質(zhi)，可明顯影響(xiang)晶(jing)(jing)粒的(de)長(chang)大。因為(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)在(zai)于(yu)增(zeng)加晶(jing)(jing)界(jie)(jie)運(yun)動所(suo)需的(de)能量(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與第二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)體(ti)(ti)能量(liang)降低，其降低量(liang)與第二(er)(er)相(xiang)橫(heng)截面(mian)積成正比(bi)，所(suo)以(yi)必須提高晶(jing)(jing)界(jie)(jie)能，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)才能離開第二(er)(er)相(xiang)繼(ji)續運(yun)動。并(bing)且(qie)當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與第二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，與第二(er)(er)相(xiang)橫(heng)截面(mian)積相(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)必須變形，第二(er)(er)相(xiang)數量(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)粒長(chang)大的(de)極限(xian)尺寸愈(yu)小。

另一方面(mian)為了降(jiang)低電熔凝氧化鎂(mei)的顯氣孔率，也(ye)應盡量減少原料(liao)氧化鎂(mei)的氣體排出，因此，采用燒結鎂(mei)砂電熔有其顯著(zhu)優(you)點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原料(liao)質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是同原子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)量子(zi)(zi)力(li)學本性如(ru)離(li)(li)子(zi)(zi)半(ban)徑的(de)(de)(de)(de)尺寸(cun)，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)電位(wei)數值，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)電子(zi)(zi)外層結(jie)構等(deng)相關聯。而(er)氧化(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)尺寸(cun)、質量和電荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)和陰離(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)(de)(de)(de)結(jie)合特性和強(qiang)度、離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)極化(hua)(hua)作用、結(jie)晶構造等(deng)決(jue)定它是一高熔點化(hua)(hua)合物。

氧化鎂的熔點和結構參數(shu)：陽(yang)離(li)子半徑0.074mm;陰離(li)子半徑0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)位(wei)數(shu)6;有效配(pei)位(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制(zhi)造(zao)的(de)最重要過(guo)程(cheng)是由各(ge)種(zhong)鎂(mei)質(zhi)原料，通(tong)過(guo)各(ge)種(zhong)形式的(de)加(jia)熱(re)方法(fa)(fa)產生(sheng)高(gao)(gao)溫(wen)使鎂(mei)質(zhi)材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)體。要使氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)融(rong)，必須消耗大量的(de)熱(re)能，以克服離子(zi)間的(de)引力(li)。通(tong)過(guo)強(qiang)大電弧產生(sheng)高(gao)(gao)溫(wen)而熔(rong)化(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)方法(fa)(fa)叫做電弧熔(rong)融(rong)法(fa)(fa)。這個融(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)一(yi)般包(bao)括熱(re)的(de)傳導、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)化(hua)(hua)、析(xi)晶、晶體長(chang)大等一(yi)系(xi)列(lie)物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)過(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)(shui)過(guo)程。用水(shui)(shui)鎂石作原(yuan)料有一脫水(shui)(shui)過(guo)程。水(shui)(shui)鎂石的主要成分是(shi)氫(qing)氧化(hua)鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)(shui)過(guo)程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程。用菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)作為(wei)原料時(shi)有一(yi)個脫碳過程，脫碳過程包括兩個方(fang)面。一(yi)方(fang)面是(shi)菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)石(shi)的(de)熱分解，菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)石(shi)的(de)主要成(cheng)分是(shi)碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由于(yu)在電(dian)熔過程中往(wang)(wang)往(wang)(wang)在原(yuan)料氧化鎂中加入石墨粉末添加物(助劑(ji))，在電(dian)熔爐起動過程中需在三電(dian)極(ji)(石墨電(dian)極(ji))的(de)下端用(yong)石墨粉末鋪成三角形或星(xing)形導線路，在通電(dian)過程中受(shou)熱燒損或完全燃燒除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化過程。熔(rong)(rong)化過程即氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)離(li)子(zi)和氧(yang)(yang)(yang)(yang)離(li)子(zi)在(zai)強電(dian)(dian)弧產生(sheng)的熱(re)(re)(re)(re)(re)能(neng)(neng)(neng)作用(yong)下，克服單晶(jing)體(ti)(ti)中(zhong)的晶(jing)格能(neng)(neng)(neng)的束縛(fu)，變(bian)(bian)成(cheng)(cheng)能(neng)(neng)(neng)自由(you)運(yun)動的過程。也就是說，氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)加(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)點)就會由(you)固體(ti)(ti)變(bian)(bian)成(cheng)(cheng)液體(ti)(ti)，叫熔(rong)(rong)化。在(zai)這一過程中(zhong)需消(xiao)(xiao)耗大(da)量的電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)。據(ju)(ju)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)生(sheng)產者對用(yong)水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)作原料生(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的熱(re)(re)(re)(re)(re)平衡(heng)的衡(heng)算，熱(re)(re)(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗的比例如(ru)下：氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)晶(jing)體(ti)(ti)生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)耗熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)(re)(re)耗值(zhi)3.0%，冷(leng)卻(que)(que)水耗熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻(que)(que)爐殼的水耗熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)損失(shi)值(zhi)3.2%，從這些統計數據(ju)(ju)可以看出，在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)