電弧熔(rong)爐(lu)生產電熔(rong)氧(yang)化鎂的工藝流程(cheng)主要包(bao)括：原料(liao)配料(liao)、電弧熔(rong)融、破(po)碎、選別、粉碎、篩別、磁(ci)選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富(fu)的優質菱鎂礦(kuang)石，氧化鎂含量(liang)高，又易于開采，因此，被(bei)廣泛(fan)用作(zuo)電熔(rong)氧化鎂的原(yuan)料。采用菱鎂石作(zuo)原(yuan)料，碳酸鎂分(fen)解(jie)產生(sheng)CO2氣(qi)體，由(you)于有大量(liang)氣(qi)體從爐內排出影響著電熔(rong)過(guo)程(cheng)的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化(hua)鎂的結(jie)晶帶的形成均有不利影響(xiang)，由于大量塵料飛(fei)損(sun)，使物料損(sun)耗(hao)和能(neng)量消耗(hao)增高，也惡(e)化(hua)了車間生產環境。但由于優質(zhi)菱鎂礦石(shi)容易獲得(de)，價格很低廉，所以，仍是我國電熔氧(yang)化(hua)鎂用得(de)最多(duo)最廣(guang)泛(fan)的原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂礦。菱(ling)鎂礦石中(zhong)(zhong)氧化(hua)鎂的(de)含量(liang)高低和化(hua)學(xue)成分直接影響(xiang)到(dao)電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂的(de)質量(liang)，同時在電熔(rong)過程中(zhong)(zhong)也直接影響(xiang)到(dao)電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂得(de)到(dao)的(de)品級比(bi)例，因此，為了保(bao)證電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂的(de)質量(liang)和品級比(bi)例，必須對各種礦石進(jin)行適(shi)當的(de)配(pei)比(bi)后進(jin)行熔(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)石(shi)。我國(guo)的(de)遼寧省水鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)礦源(yuan)非常豐富(fu)，水鎂(mei)(mei)石(shi)中氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量高于菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)。它也(ye)是一種制(zhi)造電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原料，部分地區水鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)化(hua)學成分見表2。

表(biao)2水鎂石(shi)的(de)化(hua)學成(cheng)分/%

③輕燒氧化鎂(mei)。以輕燒氧化鎂(mei)作(zuo)為電(dian)(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)原料，可以使生(sheng)產環境(jing)得(de)到改善，可以降(jiang)低運輸費用。由于電(dian)(dian)熔(rong)時排出氣體(ti)少，成分(fen)也較均勻，對提高電(dian)(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)質量有利。

我國(guo)有一些電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制(zhi)成(cheng)(cheng)球(qiu)料入(ru)爐(lu)電熔(rong)。輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量達到98%，以此料能生產(chan)出(chu)白色大結晶電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)(cheng)球(qiu)費用(yong)(yong)高，影響生產(chan)成(cheng)(cheng)本(ben)。目前(qian)，有的廠家采用(yong)(yong)反射爐(lu)輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以一定的粒度加入(ru)熔(rong)爐(lu)電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的質量比用(yong)(yong)菱鎂(mei)礦石好，成(cheng)(cheng)本(ben)又比用(yong)(yong)球(qiu)料作原(yuan)料時便(bian)宜，因(yin)而得(de)到了一定的推(tui)廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了(le)某些電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特殊要求，有時(shi)必(bi)(bi)須在電(dian)熔(rong)(rong)(rong)過(guo)程中采(cai)用(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)原料，如采(cai)用(yong)(yong)海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)原料，一般首先利用(yong)(yong)處理海(hai)水(shui)和石(shi)灰乳作用(yong)(yong)生產氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成(cheng)輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他(ta)方法(fa)也(ye)可以制得(de)輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制取方法(fa))，采(cai)用(yong)(yong)輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作為(wei)原料生產電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和拉(la)特爾(er)(Ruttere)等研(yan)究認為(wei)，極少量(liang)(liang)的(de)(de)雜質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang))也(ye)屬(shu)于(yu)(yu)晶(jing)體的(de)(de)雜質(zhi)，可明顯影(ying)響晶(jing)粒(li)的(de)(de)長大(da)(da)。因為(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)(de)作用(yong)(yong)在于(yu)(yu)增加晶(jing)界運動所需的(de)(de)能量(liang)(liang)。當(dang)晶(jing)界與第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)體能量(liang)(liang)降低，其降低量(liang)(liang)與第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積(ji)成(cheng)正(zheng)比(bi)，所以必(bi)(bi)須提高晶(jing)界能，晶(jing)界才(cai)能離(li)開(kai)第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼續運動。并且當(dang)晶(jing)界與第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積(ji)相(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)界必(bi)(bi)須變形(xing)，第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈多，晶(jing)粒(li)長大(da)(da)的(de)(de)極限尺寸愈小。

另(ling)一方面為了降低電熔(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)的顯氣孔率，也應盡量減少原(yuan)料氧化鎂(mei)(mei)的氣體(ti)排出，因此(ci)，采用(yong)燒結鎂(mei)(mei)砂電熔(rong)(rong)有其(qi)顯著(zhu)優點(dian)。

⑤電熔氧(yang)化鎂單晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是(shi)同原子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)力學(xue)本性(xing)如離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的尺寸(cun)，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的電位數值(zhi)，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的電子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)外(wai)層(ceng)結(jie)構等相關聯。而(er)氧化鎂的離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸(cun)、質量(liang)和(he)電荷、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)之間的結(jie)合(he)特(te)性(xing)和(he)強度、離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的極(ji)化作用、結(jie)晶構造等決定它是(shi)一高熔點化合(he)物。

氧化鎂的熔(rong)點和結構(gou)參數：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配(pei)位(wei)(wei)數6;有效配(pei)位(wei)(wei)數8.5;密(mi)度(du)3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制造的(de)最(zui)重要過程是由(you)各種鎂(mei)(mei)(mei)質原(yuan)料(liao)，通(tong)過各種形式(shi)的(de)加(jia)熱方(fang)法產(chan)生高溫(wen)使(shi)鎂(mei)(mei)(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)，變成氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)體(ti)。要使(shi)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)融，必須(xu)消耗大(da)(da)量的(de)熱能(neng)，以克(ke)服離子間(jian)的(de)引力。通(tong)過強大(da)(da)電(dian)(dian)弧產(chan)生高溫(wen)而熔(rong)化(hua)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)方(fang)法叫(jiao)做電(dian)(dian)弧熔(rong)融法。這(zhe)個融化(hua)過程一般包(bao)括(kuo)熱的(de)傳(chuan)導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)化(hua)、析晶、晶體(ti)長大(da)(da)等一系列物(wu)理化(hua)學變化(hua)的(de)過程。

①脫(tuo)(tuo)水過程。用水鎂(mei)石(shi)作(zuo)原料有一脫(tuo)(tuo)水過程。水鎂(mei)石(shi)的主要(yao)成(cheng)分是(shi)氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)(tuo)水過程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過(guo)程。用菱鎂(mei)礦作為原料時有一個(ge)脫(tuo)碳過(guo)程，脫(tuo)碳過(guo)程包括兩個(ge)方面(mian)。一方面(mian)是(shi)菱鎂(mei)礦石的熱分解，菱鎂(mei)礦石的主要(yao)成分是(shi)碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方(fang)面，由于(yu)在(zai)(zai)電(dian)(dian)熔(rong)過程中(zhong)往往在(zai)(zai)原料氧化鎂中(zhong)加(jia)入石墨(mo)粉(fen)末添加(jia)物(助劑(ji))，在(zai)(zai)電(dian)(dian)熔(rong)爐起動過程中(zhong)需(xu)在(zai)(zai)三(san)電(dian)(dian)極(ji)(石墨(mo)電(dian)(dian)極(ji))的下端用(yong)石墨(mo)粉(fen)末鋪成三(san)角形(xing)(xing)或星(xing)形(xing)(xing)導線路(lu)，在(zai)(zai)通電(dian)(dian)過程中(zhong)受(shou)熱(re)燒(shao)損(sun)或完全燃燒(shao)除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)過程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)過程(cheng)即(ji)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離子和(he)氧(yang)(yang)離子在強電(dian)(dian)弧產生(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)能(neng)(neng)作用(yong)下，克服單晶體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)晶格能(neng)(neng)的(de)(de)(de)束縛，變成(cheng)能(neng)(neng)自由(you)運(yun)動的(de)(de)(de)過程(cheng)。也就(jiu)是說，氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)(re)(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)點)就(jiu)會(hui)由(you)固體(ti)變成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)。在這一過程(cheng)中(zhong)需消耗(hao)(hao)(hao)(hao)大量的(de)(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)產者對用(yong)水(shui)鎂(mei)(mei)石作原料(liao)生(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)平衡的(de)(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)比例如下：氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)晶體(ti)生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)(hao)(hao)值34.9%，渣(zha)皮(pi)消耗(hao)(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)值15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)(re)耗(hao)(hao)(hao)(hao)值3.0%，冷(leng)卻(que)水(shui)耗(hao)(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)值8.4%，冷(leng)卻(que)爐殼的(de)(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)值7.9%，爐子表面(mian)散熱(re)(re)(re)(re)(re)值6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)(re)(re)(re)(re)值28.8%。電(dian)(dian)能(neng)(neng)損失值3.2%，從(cong)這些統計數(shu)據可以看(kan)出，在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)