電(dian)弧熔爐生產電(dian)熔氧化鎂的工藝流(liu)程主要包(bao)括：原料配料、電(dian)弧熔融、破碎(sui)、選別(bie)、粉碎(sui)、篩別(bie)、磁(ci)選、分類包(bao)裝等(deng)。

(1)原料

我國有(you)豐富的(de)優質菱(ling)鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含(han)量(liang)高，又(you)易于(yu)開采(cai)，因此，被廣泛用(yong)作電熔氧化鎂(mei)的(de)原料。采(cai)用(yong)菱(ling)鎂(mei)石作原料，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣(qi)體，由于(yu)有(you)大量(liang)氣(qi)體從爐內(nei)排出影響(xiang)著電熔過程的(de)進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂(mei)的結晶帶(dai)的形成均有(you)不利影響，由(you)于大量(liang)塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗(hao)和能量(liang)消耗(hao)增高，也惡化了車間生產環境。但(dan)由(you)于優質菱鎂(mei)礦石容(rong)易獲得，價格很低廉，所以，仍是我國電熔氧化鎂(mei)用(yong)得最(zui)(zui)多最(zui)(zui)廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)(kuang)。菱鎂礦(kuang)(kuang)石(shi)中(zhong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)(de)含量高低和化(hua)學成分直接(jie)影(ying)響到(dao)電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)(de)質量，同(tong)時在電熔(rong)過(guo)程中(zhong)也(ye)直接(jie)影(ying)響到(dao)電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂得到(dao)的(de)(de)品級(ji)比(bi)(bi)例(li)，因此，為(wei)了保證(zheng)電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)(de)質量和品級(ji)比(bi)(bi)例(li)，必須對各(ge)種礦(kuang)(kuang)石(shi)進(jin)行適(shi)當的(de)(de)配比(bi)(bi)后進(jin)行熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)石。我國的(de)(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)石的(de)(de)礦源非(fei)常豐富(fu)，水(shui)鎂(mei)石中氧化(hua)(hua)鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦石。它也是一種制造電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)原料，部分地區水(shui)鎂(mei)石的(de)(de)化(hua)(hua)學成分見表(biao)2。

表2水(shui)鎂(mei)石(shi)的化學成(cheng)分/%

③輕燒(shao)氧化鎂(mei)。以(yi)輕燒(shao)氧化鎂(mei)作為電(dian)熔氧化鎂(mei)原料，可(ke)以(yi)使(shi)生產(chan)環境(jing)得到改善，可(ke)以(yi)降(jiang)低運輸(shu)費用。由于電(dian)熔時排出氣體少(shao)，成分也較均勻，對(dui)提高電(dian)熔氧化鎂(mei)質量有利。

我國有一(yi)(yi)些電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成球料(liao)入爐(lu)電(dian)熔(rong)。輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量達到98%，以此料(liao)能生產(chan)出(chu)白色大(da)結晶電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由(you)于成球費用高，影響生產(chan)成本(ben)。目前(qian)，有的(de)(de)廠家(jia)采用反射(she)爐(lu)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以一(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)粒度加入熔(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質(zhi)量比用菱鎂(mei)(mei)礦石好，成本(ben)又比用球料(liao)作原料(liao)時便宜，因而得到了一(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)推廣(guang)。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)(wei)(wei)了(le)某(mou)些(xie)電(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)特(te)(te)殊(shu)要求，有時必(bi)須在(zai)電(dian)(dian)熔過(guo)程(cheng)中采(cai)用(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)(wei)電(dian)(dian)熔原(yuan)料(liao)，如采(cai)用(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)(wei)電(dian)(dian)熔原(yuan)料(liao)，一般首先利用(yong)(yong)處(chu)理(li)海水和(he)石灰乳作(zuo)用(yong)(yong)生產氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)成輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方法(fa)(fa)也(ye)(ye)可以制(zhi)得輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(詳見(jian)工業氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)制(zhi)取方法(fa)(fa))，采(cai)用(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)(wei)原(yuan)料(liao)生產電(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特(te)(te)爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)(wei)(wei)(wei)，極少量(liang)的(de)雜(za)質(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)(ye)屬于晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)雜(za)質(zhi)，可明顯(xian)影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)長大(da)。因為(wei)(wei)(wei)(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)用(yong)(yong)在(zai)于增加(jia)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)運動(dong)所需的(de)能(neng)量(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)能(neng)量(liang)降低(di)，其降低(di)量(liang)與第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)(jie)面積(ji)成正比(bi)，所以必(bi)須提高晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)才能(neng)離開第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼(ji)續運動(dong)。并且當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)(jie)面積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)必(bi)須變形，第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒長大(da)的(de)極限(xian)尺寸愈小。

另一方面為(wei)了降低電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)顯(xian)氣(qi)孔(kong)率，也應盡(jin)量(liang)減(jian)少原料氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氣(qi)體排出(chu)，因此，采用燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂電熔(rong)(rong)有其顯(xian)著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學(xue)原料質(zhi)量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特性是(shi)同原子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)力學本性如(ru)離(li)子(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺寸，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)位數值，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)外層結(jie)構(gou)等相(xiang)關(guan)聯。而氧化(hua)鎂的(de)(de)離(li)子(zi)(zi)尺寸、質量和(he)電(dian)荷、陽離(li)子(zi)(zi)和(he)陰離(li)子(zi)(zi)之間的(de)(de)結(jie)合特性和(he)強度(du)、離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)極(ji)化(hua)作(zuo)用、結(jie)晶(jing)構(gou)造等決定它是(shi)一高熔(rong)點(dian)化(hua)合物(wu)。

氧化鎂的熔點(dian)和(he)結構參數(shu)：陽(yang)離子(zi)半徑(jing)0.074mm;陰離子(zi)半徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)位(wei)(wei)數(shu)6;有效配(pei)位(wei)(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造(zao)的(de)最重要(yao)過(guo)(guo)程(cheng)是由(you)各種(zhong)鎂(mei)質原料，通(tong)過(guo)(guo)各種(zhong)形式的(de)加(jia)熱方法(fa)產生高溫使(shi)鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)，變(bian)成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)體(ti)。要(yao)使(shi)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)融，必須消耗(hao)大量的(de)熱能(neng)，以克服離(li)子間(jian)的(de)引力。通(tong)過(guo)(guo)強大電(dian)弧(hu)產生高溫而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)方法(fa)叫做電(dian)弧(hu)熔(rong)融法(fa)。這個融化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)一(yi)般包括熱的(de)傳導(dao)、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)、析(xi)晶、晶體(ti)長大等(deng)一(yi)系列(lie)物理化(hua)(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)(hua)的(de)過(guo)(guo)程(cheng)。

①脫水過程。用水鎂(mei)石作(zuo)原(yuan)料有(you)一脫水過程。水鎂(mei)石的主要成分是(shi)氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水過程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程(cheng)。用菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)作為(wei)原(yuan)料時有一個(ge)脫碳(tan)過程(cheng)，脫碳(tan)過程(cheng)包括(kuo)兩個(ge)方面(mian)。一方面(mian)是菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石的熱分解，菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石的主要成(cheng)分是碳(tan)酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面(mian)，由于在(zai)(zai)電熔過程(cheng)中(zhong)往往在(zai)(zai)原料氧化鎂中(zhong)加入石(shi)墨(mo)粉(fen)末(mo)添加物(助劑)，在(zai)(zai)電熔爐起動過程(cheng)中(zhong)需在(zai)(zai)三(san)電極(石(shi)墨(mo)電極)的(de)下端用石(shi)墨(mo)粉(fen)末(mo)鋪成三(san)角形(xing)或星形(xing)導線路，在(zai)(zai)通電過程(cheng)中(zhong)受熱(re)燒損或完全(quan)燃燒除去(qu)石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過(guo)程。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過(guo)程即氧(yang)化(hua)鎂中鎂離(li)子(zi)和氧(yang)離(li)子(zi)在(zai)強電(dian)弧產生(sheng)的(de)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)作用(yong)下，克服單(dan)晶體(ti)(ti)(ti)(ti)中的(de)晶格能(neng)的(de)束縛(fu)，變(bian)成(cheng)能(neng)自由運動的(de)過(guo)程。也就是(shi)說(shuo)，氧(yang)化(hua)鎂加熱(re)(re)(re)(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)(rong)點)就會由固體(ti)(ti)(ti)(ti)變(bian)成(cheng)液體(ti)(ti)(ti)(ti)，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)。在(zai)這一過(guo)程中需(xu)消耗(hao)(hao)大量的(de)電(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂生(sheng)產者(zhe)對用(yong)水鎂石(shi)作原料生(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂的(de)熱(re)(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)的(de)比例如下：氧(yang)化(hua)鎂晶體(ti)(ti)(ti)(ti)生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)卻水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼的(de)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失(shi)值(zhi)3.2%，從(cong)這些統計數據(ju)可以看(kan)出(chu)，在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)