電弧熔爐生(sheng)產電熔氧化鎂的工藝(yi)流程主要包括：原料(liao)配(pei)料(liao)、電弧熔融、破碎、選別、粉(fen)碎、篩別、磁選、分類(lei)包裝等。

(1)原料

我(wo)國(guo)有(you)豐富的優質菱(ling)鎂礦石(shi)，氧化鎂含量(liang)(liang)高，又易于開采(cai)，因此，被廣泛(fan)用作電熔(rong)氧化鎂的原料(liao)。采(cai)用菱(ling)鎂石(shi)作原料(liao)，碳酸鎂分(fen)解產生(sheng)CO2氣體，由于有(you)大量(liang)(liang)氣體從爐內排(pai)出影響著電熔(rong)過程(cheng)的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化鎂(mei)的結晶帶(dai)的形(xing)成均有不利影響，由于大量塵料(liao)飛(fei)損(sun)，使物料(liao)損(sun)耗和能量消(xiao)耗增(zeng)高，也惡化了車(che)間(jian)生產(chan)環境。但由于優質菱鎂(mei)礦石容易(yi)獲得(de)，價格很(hen)低廉，所以，仍是(shi)我國電熔氧(yang)化鎂(mei)用得(de)最多最廣泛(fan)的原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石中(zhong)氧化鎂(mei)(mei)的含量高低(di)和化學成(cheng)分(fen)直接(jie)影響(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧化鎂(mei)(mei)的質量，同時在電(dian)熔(rong)過程中(zhong)也(ye)直接(jie)影響(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧化鎂(mei)(mei)得到(dao)的品級(ji)比例，因此，為(wei)了保證電(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧化鎂(mei)(mei)的質量和品級(ji)比例，必須(xu)對各種礦石進行(xing)適當的配比后進行(xing)熔(rong)煉。

②水鎂(mei)石。我國的遼寧省水鎂(mei)石的礦(kuang)源非常豐富，水鎂(mei)石中氧化鎂(mei)含量高(gao)于菱鎂(mei)礦(kuang)石。它(ta)也是一種制造(zao)電熔凝氧化鎂(mei)的原料，部(bu)分地(di)區水鎂(mei)石的化學成分見表2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕燒氧化鎂。以(yi)輕燒氧化鎂作為(wei)電熔(rong)(rong)氧化鎂原料，可以(yi)使生產環境得到改善，可以(yi)降低運輸(shu)費(fei)用(yong)。由于電熔(rong)(rong)時排(pai)出(chu)氣體少(shao)，成分也較均勻(yun)，對提(ti)高電熔(rong)(rong)氧化鎂質量有利。

我國有一些電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制(zhi)成(cheng)球(qiu)料入爐(lu)(lu)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)。輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量(liang)達到98%，以此料能生產(chan)(chan)出(chu)白色大結晶(jing)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)費用高(gao)，影響生產(chan)(chan)成(cheng)本。目(mu)前，有的(de)廠(chang)家采用反射(she)爐(lu)(lu)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以一定的(de)粒(li)度加入熔(rong)(rong)爐(lu)(lu)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)比用菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)好，成(cheng)本又比用球(qiu)料作原料時(shi)便宜，因而得到了一定的(de)推廣。

④燒結(jie)(jie)鎂(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了某(mou)些電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)特(te)(te)殊(shu)要求，有時必須(xu)在(zai)電熔(rong)(rong)(rong)過程中采(cai)用(yong)燒結(jie)(jie)鎂(mei)砂(sha)作為(wei)(wei)電熔(rong)(rong)(rong)原(yuan)料(liao)，如采(cai)用(yong)海(hai)水鎂(mei)砂(sha)作為(wei)(wei)電熔(rong)(rong)(rong)原(yuan)料(liao)，一(yi)般(ban)首先利用(yong)處理海(hai)水和石灰乳作用(yong)生產氫氧化(hua)(hua)鎂(mei)，將(jiang)氫氧化(hua)(hua)鎂(mei)煅燒成(cheng)輕(qing)燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)。用(yong)其他方法(fa)也(ye)可(ke)以(yi)制(zhi)得輕(qing)燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(詳見工業氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)制(zhi)取(qu)方法(fa))，采(cai)用(yong)輕(qing)燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)作為(wei)(wei)原(yuan)料(liao)生產電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)(te)爾(Ruttere)等(deng)研(yan)究(jiu)認為(wei)(wei)，極(ji)少量的(de)(de)(de)雜質氣體(相(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)(jing)體的(de)(de)(de)雜質，可(ke)明顯影(ying)響晶(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)(de)長大(da)。因為(wei)(wei)雜質相(xiang)的(de)(de)(de)作用(yong)在(zai)于增加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)運(yun)動所需的(de)(de)(de)能(neng)量。當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)體能(neng)量降(jiang)低，其降(jiang)低量與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)橫截(jie)面(mian)積成(cheng)正(zheng)比，所以(yi)必須(xu)提高(gao)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)才(cai)能(neng)離(li)開第(di)二(er)(er)相(xiang)繼續(xu)運(yun)動。并且當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇時，與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)橫截(jie)面(mian)積相(xiang)等(deng)的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)必須(xu)變形，第(di)二(er)(er)相(xiang)數量愈(yu)多，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)長大(da)的(de)(de)(de)極(ji)限尺寸愈(yu)小。

另一方面為了降低電熔凝氧化鎂(mei)的(de)顯氣孔率，也應盡(jin)量減(jian)少原料(liao)氧化鎂(mei)的(de)氣體排出，因(yin)此(ci)，采用燒(shao)結鎂(mei)砂電熔有其顯著優點。

⑤電(dian)熔氧化鎂單晶的化學原(yuan)料質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特性是(shi)同原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)力學本性如(ru)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺寸(cun)，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電位數(shu)值(zhi)，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)外層結構等相(xiang)關聯。而氧化鎂的(de)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸(cun)、質(zhi)量(liang)和(he)電荷(he)、陽離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)結合特性和(he)強(qiang)度、離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)極化作用、結晶構造等決定它(ta)是(shi)一高熔點化合物。

氧(yang)化鎂的熔(rong)點(dian)(dian)和結構(gou)(gou)參數(shu)：陽(yang)離子(zi)半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離子(zi)半(ban)徑(jing)0.53mm;結構(gou)(gou)類型(xing)NaCl;配位數(shu)6;有效(xiao)配位數(shu)8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)(dian)2800℃。

電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)制造的(de)(de)(de)最(zui)重要過程(cheng)是(shi)由各種鎂(mei)(mei)(mei)(mei)質原(yuan)料，通(tong)過各種形式的(de)(de)(de)加熱方法(fa)產生高溫使鎂(mei)(mei)(mei)(mei)質材(cai)料(MgO)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)(rong)體。要使氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)，必須消耗大(da)(da)量的(de)(de)(de)熱能，以克服離子間的(de)(de)(de)引力。通(tong)過強大(da)(da)電弧(hu)產生高溫而熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)方法(fa)叫做電弧(hu)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)法(fa)。這個融(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)過程(cheng)一(yi)般包(bao)括熱的(de)(de)(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)、析(xi)晶(jing)、晶(jing)體長大(da)(da)等一(yi)系(xi)列物理化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)過程(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)過(guo)(guo)程。用水(shui)鎂石作(zuo)原料(liao)有一脫(tuo)水(shui)過(guo)(guo)程。水(shui)鎂石的主要成分是(shi)氫氧化鎂Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)水(shui)過(guo)(guo)程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過程。用菱鎂礦(kuang)作為原料時有一(yi)個脫(tuo)碳過程，脫(tuo)碳過程包(bao)括兩個方(fang)面。一(yi)方(fang)面是菱鎂礦(kuang)石的熱分解，菱鎂礦(kuang)石的主(zhu)要成分是碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由于在電(dian)(dian)(dian)熔過(guo)程中(zhong)(zhong)往往在原(yuan)料氧化鎂中(zhong)(zhong)加(jia)入石(shi)墨粉(fen)末(mo)添(tian)加(jia)物(助劑)，在電(dian)(dian)(dian)熔爐起動過(guo)程中(zhong)(zhong)需(xu)在三(san)電(dian)(dian)(dian)極(石(shi)墨電(dian)(dian)(dian)極)的下端用(yong)石(shi)墨粉(fen)末(mo)鋪(pu)成(cheng)三(san)角形或星形導線路，在通電(dian)(dian)(dian)過(guo)程中(zhong)(zhong)受熱燒損(sun)或完(wan)全燃燒除(chu)去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)即(ji)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)離子和(he)氧(yang)(yang)離子在強電弧產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)能(neng)(neng)作(zuo)用下(xia)，克服單晶(jing)(jing)體(ti)中的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)格能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)束縛，變成(cheng)能(neng)(neng)自(zi)由運動的(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)。也就是說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)加(jia)熱(re)(re)到一定溫度(熔(rong)點)就會由固體(ti)變成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)。在這一過(guo)程(cheng)(cheng)中需消(xiao)耗(hao)(hao)大量(liang)的(de)(de)(de)(de)電能(neng)(neng)。據電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)者對用水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)石作(zuo)原(yuan)料生(sheng)(sheng)產(chan)電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)平衡(heng)(heng)的(de)(de)(de)(de)衡(heng)(heng)算，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)比例如下(xia)：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)晶(jing)(jing)體(ti)生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)(de)(de)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電能(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據可以(yi)看出，在電熔(rong)