電弧(hu)熔(rong)爐生產電熔(rong)氧化鎂的(de)工藝(yi)流程主(zhu)要包(bao)括：原(yuan)料配料、電弧(hu)熔(rong)融、破(po)碎(sui)、選(xuan)別(bie)、粉(fen)碎(sui)、篩別(bie)、磁(ci)選(xuan)、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富(fu)的優質(zhi)菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)，氧化鎂(mei)(mei)含量(liang)高，又易(yi)于開采，因此(ci)，被廣泛(fan)用(yong)作電熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)的原(yuan)(yuan)料。采用(yong)菱鎂(mei)(mei)石(shi)作原(yuan)(yuan)料，碳酸鎂(mei)(mei)分解產生CO2氣體，由于有大量(liang)氣體從(cong)爐內排出影(ying)響著(zhu)電熔(rong)過(guo)程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧化鎂(mei)(mei)的結晶(jing)帶的形(xing)成均有不(bu)利影響，由于(yu)大量塵料(liao)飛損(sun)，使物(wu)料(liao)損(sun)耗和能量消(xiao)耗增高，也(ye)惡化了車間生(sheng)產(chan)環境。但由于(yu)優(you)質菱鎂(mei)(mei)礦石容易獲(huo)得，價(jia)格很(hen)低廉(lian)，所以，仍是我國(guo)電(dian)熔氧化鎂(mei)(mei)用得最多最廣泛(fan)的原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)中氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)含量高低和化(hua)(hua)學成分直(zhi)(zhi)接影響到(dao)(dao)電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量，同時在(zai)電熔(rong)過(guo)程中也直(zhi)(zhi)接影響到(dao)(dao)電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)得到(dao)(dao)的(de)品級比例，因此，為了保證電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量和品級比例，必須對(dui)各種礦石(shi)進行(xing)適當(dang)的(de)配比后進行(xing)熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石。我(wo)國的(de)遼(liao)寧省水(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)礦(kuang)源(yuan)非常豐(feng)富，水(shui)鎂(mei)(mei)石中氧化鎂(mei)(mei)含量高于菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石。它(ta)也是(shi)一種制造電熔凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)原料，部(bu)分地區水(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)化學(xue)成分見表(biao)2。

表2水(shui)鎂石的化學成(cheng)分/%

③輕燒氧(yang)化鎂(mei)。以輕燒氧(yang)化鎂(mei)作為電熔氧(yang)化鎂(mei)原料，可(ke)以使生產環境得到改善，可(ke)以降低(di)運輸(shu)費用。由于電熔時(shi)排出(chu)氣體少，成(cheng)分也較均勻(yun)，對提高電熔氧(yang)化鎂(mei)質量(liang)有(you)利。

我(wo)國有一些電(dian)熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)以(yi)輕(qing)(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)制成(cheng)球(qiu)料(liao)(liao)入爐電(dian)熔(rong)。輕(qing)(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)的氧化鎂(mei)(mei)含量達到98%，以(yi)此料(liao)(liao)能生(sheng)產出白色(se)大結晶電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)費(fei)用高，影響生(sheng)產成(cheng)本。目前，有的廠(chang)家采(cai)用反射爐輕(qing)(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)，以(yi)一定(ding)的粒(li)度加入熔(rong)爐電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)的質量比(bi)用菱鎂(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本又比(bi)用球(qiu)料(liao)(liao)作原料(liao)(liao)時(shi)便宜，因而得到了(le)一定(ding)的推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)了某些電熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的特殊要求，有時必(bi)(bi)須在電熔過(guo)程中采用(yong)(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電熔原料(liao)，如采用(yong)(yong)(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電熔原料(liao)，一般首先利用(yong)(yong)(yong)處理(li)海(hai)水和石灰乳作(zuo)用(yong)(yong)(yong)生產(chan)氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)(yong)其(qi)他方法也(ye)可(ke)以制(zhi)得輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的制(zhi)取方法)，采用(yong)(yong)(yong)輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原料(liao)生產(chan)電熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(er)(Ruttere)等研究認為(wei)，極(ji)(ji)少量(liang)的雜(za)質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang))也(ye)屬(shu)于晶(jing)體的雜(za)質(zhi)，可(ke)明(ming)顯(xian)影響晶(jing)粒的長大。因為(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)的作(zuo)用(yong)(yong)(yong)在于增加晶(jing)界運動所(suo)需的能(neng)(neng)量(liang)。當晶(jing)界與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)體能(neng)(neng)量(liang)降(jiang)低(di)，其(qi)降(jiang)低(di)量(liang)與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截面積(ji)成正比，所(suo)以必(bi)(bi)須提高晶(jing)界能(neng)(neng)，晶(jing)界才(cai)能(neng)(neng)離開(kai)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)界與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截面積(ji)相(xiang)(xiang)等的晶(jing)界必(bi)(bi)須變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)粒長大的極(ji)(ji)限尺寸(cun)愈小(xiao)。

另一方(fang)面為(wei)了(le)降低電(dian)熔凝(ning)氧化鎂(mei)的顯氣孔率，也應(ying)盡量減少原料氧化鎂(mei)的氣體排出，因此，采用(yong)燒結(jie)鎂(mei)砂電(dian)熔有其顯著(zhu)優點。

⑤電(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂單晶的化(hua)(hua)學原(yuan)料(liao)質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是(shi)(shi)同(tong)原子(zi)和(he)分子(zi)的(de)量子(zi)力(li)學本性如離(li)(li)(li)子(zi)半徑的(de)尺(chi)寸(cun)，離(li)(li)(li)子(zi)的(de)電位數(shu)值，離(li)(li)(li)子(zi)的(de)電子(zi)外(wai)層(ceng)結(jie)構等相(xiang)關(guan)聯。而氧化(hua)鎂的(de)離(li)(li)(li)子(zi)尺(chi)寸(cun)、質量和(he)電荷(he)、陽離(li)(li)(li)子(zi)和(he)陰(yin)離(li)(li)(li)子(zi)之間的(de)結(jie)合特(te)性和(he)強度、離(li)(li)(li)子(zi)的(de)極化(hua)作用(yong)、結(jie)晶構造等決定它是(shi)(shi)一(yi)高(gao)熔(rong)點化(hua)合物。

氧化鎂(mei)的熔(rong)點和結構參(can)數(shu)：陽離子(zi)半徑0.074mm;陰離子(zi)半徑0.53mm;結構類(lei)型NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂制造的(de)(de)(de)最重要過程是(shi)由(you)各(ge)種(zhong)鎂質原(yuan)料，通過各(ge)種(zhong)形式的(de)(de)(de)加熱方(fang)法產生高(gao)溫使鎂質材(cai)料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)，變成(cheng)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)體(ti)。要使氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)融，必(bi)須消耗大量的(de)(de)(de)熱能，以克服(fu)離子(zi)間的(de)(de)(de)引力。通過強大電(dian)弧產生高(gao)溫而(er)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)方(fang)法叫做電(dian)弧熔(rong)融法。這個融化(hua)(hua)(hua)(hua)過程一般包括熱的(de)(de)(de)傳導(dao)、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)長大等(deng)一系列物理化(hua)(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)過程。

①脫水(shui)過(guo)程。用水(shui)鎂(mei)石(shi)作原料有一脫水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂(mei)石(shi)的主要成(cheng)分是(shi)氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過(guo)程(cheng)(cheng)。用菱鎂礦(kuang)(kuang)作為原料(liao)時有一個(ge)脫(tuo)碳過(guo)程(cheng)(cheng)，脫(tuo)碳過(guo)程(cheng)(cheng)包括兩個(ge)方(fang)面。一方(fang)面是菱鎂礦(kuang)(kuang)石的(de)(de)熱分解，菱鎂礦(kuang)(kuang)石的(de)(de)主(zhu)要成分是碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于在(zai)電(dian)熔(rong)過程(cheng)中(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)原料氧(yang)化鎂(mei)中(zhong)加(jia)入(ru)石(shi)(shi)(shi)墨粉末(mo)添加(jia)物(助劑)，在(zai)電(dian)熔(rong)爐(lu)起(qi)動(dong)過程(cheng)中(zhong)需在(zai)三電(dian)極(石(shi)(shi)(shi)墨電(dian)極)的下端用石(shi)(shi)(shi)墨粉末(mo)鋪成三角(jiao)形或(huo)星(xing)形導線(xian)路(lu)，在(zai)通電(dian)過程(cheng)中(zhong)受熱燒損(sun)或(huo)完全燃燒除去(qu)石(shi)(shi)(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過程(cheng)。熔(rong)化(hua)過程(cheng)即氧(yang)化(hua)鎂中(zhong)鎂離子和氧(yang)離子在(zai)強電(dian)弧產(chan)生的熱(re)能作用(yong)下(xia)，克服單晶體(ti)(ti)中(zhong)的晶格能的束縛，變成(cheng)能自由運動的過程(cheng)。也就是說，氧(yang)化(hua)鎂加熱(re)到一(yi)定(ding)溫度(熔(rong)點)就會(hui)由固(gu)體(ti)(ti)變成(cheng)液體(ti)(ti)，叫熔(rong)化(hua)。在(zai)這(zhe)一(yi)過程(cheng)中(zhong)需消耗(hao)大量的電(dian)能。據電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂生產(chan)者對用(yong)水鎂石作原料生產(chan)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂的熱(re)平衡(heng)的衡(heng)算，熱(re)消耗(hao)的比例如下(xia)：氧(yang)化(hua)鎂晶體(ti)(ti)生成(cheng)熱(re)消耗(hao)值34.9%，渣皮消耗(hao)熱(re)值15.3%，散砂生成(cheng)熱(re)耗(hao)值3.0%，冷(leng)卻水耗(hao)熱(re)值8.4%，冷(leng)卻爐殼的水耗(hao)熱(re)值7.9%，爐子表面散熱(re)值6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)值28.8%。電(dian)能損失值3.2%，從這(zhe)些統計數(shu)據可以看出，在(zai)電(dian)熔(rong)