電弧(hu)熔(rong)爐生產電熔(rong)氧化鎂(mei)的工(gong)藝流(liu)程主要(yao)包括：原料(liao)配料(liao)、電弧(hu)熔(rong)融、破碎、選(xuan)別(bie)、粉碎、篩(shai)別(bie)、磁選(xuan)、分類包裝(zhuang)等。

(1)原料

我國(guo)有豐(feng)富的優(you)質(zhi)菱(ling)鎂(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)含(han)量高(gao)，又易于(yu)開(kai)采，因此，被廣泛用(yong)作電熔氧化(hua)鎂(mei)的原料。采用(yong)菱(ling)鎂(mei)石作原料，碳酸鎂(mei)分解(jie)產生CO2氣(qi)體，由于(yu)有大量氣(qi)體從爐內排出影響(xiang)著電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)的結晶帶的形成均有(you)不(bu)利影響(xiang)，由于大量(liang)塵料(liao)飛損(sun)，使物料(liao)損(sun)耗和能量(liang)消耗增高(gao)，也惡(e)化(hua)了車間生(sheng)產(chan)環境。但由于優質菱鎂(mei)礦石容易獲得，價格很(hen)低廉，所以，仍是(shi)我國電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)用(yong)得最(zui)多最(zui)廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石(shi)中氧化鎂(mei)的(de)(de)含(han)量(liang)高低和化學成(cheng)分(fen)直接影(ying)響到(dao)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)的(de)(de)質量(liang)，同時(shi)在電(dian)熔(rong)(rong)(rong)過(guo)程中也直接影(ying)響到(dao)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)得到(dao)的(de)(de)品級比(bi)例(li)，因此，為了保(bao)證電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)的(de)(de)質量(liang)和品級比(bi)例(li)，必須(xu)對各種礦石(shi)進行(xing)(xing)適當的(de)(de)配比(bi)后進行(xing)(xing)熔(rong)(rong)(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)石。我國的(de)遼寧省水鎂(mei)(mei)石的(de)礦源非常豐富，水鎂(mei)(mei)石中氧化鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦石。它也(ye)是(shi)一種(zhong)制(zhi)造電熔凝(ning)氧化鎂(mei)(mei)的(de)原料，部分(fen)地(di)區水鎂(mei)(mei)石的(de)化學成分(fen)見表2。

表2水鎂(mei)石的化學成分/%

③輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂。以(yi)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂作為電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂原料，可以(yi)使生產(chan)環境(jing)得(de)到改善，可以(yi)降低運輸(shu)費(fei)用。由于(yu)電熔(rong)時排(pai)出(chu)氣體少，成(cheng)分也較均勻(yun)，對(dui)提高電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂質(zhi)量有利(li)。

我(wo)國有一些電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)以(yi)輕(qing)(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)制成(cheng)球料(liao)入(ru)爐電(dian)(dian)熔。輕(qing)(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)(de)氧(yang)化鎂(mei)含(han)量達(da)到(dao)98%，以(yi)此料(liao)能生產出白色大結晶電(dian)(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)。但由于成(cheng)球費用(yong)高，影響生產成(cheng)本(ben)(ben)。目前，有的(de)(de)(de)廠家(jia)采(cai)用(yong)反射爐輕(qing)(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)，以(yi)一定的(de)(de)(de)粒(li)度加入(ru)熔爐電(dian)(dian)熔，電(dian)(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)(de)質量比用(yong)菱(ling)鎂(mei)礦石好，成(cheng)本(ben)(ben)又(you)比用(yong)球料(liao)作原(yuan)料(liao)時便宜，因(yin)而得到(dao)了一定的(de)(de)(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂砂。為(wei)了某些電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)特(te)殊要求，有時必須在電熔過程(cheng)中采(cai)用(yong)(yong)燒(shao)(shao)結鎂砂作(zuo)為(wei)電熔原(yuan)料(liao)，如采(cai)用(yong)(yong)海水鎂砂作(zuo)為(wei)電熔原(yuan)料(liao)，一般首先(xian)利用(yong)(yong)處(chu)理海水和(he)石灰乳(ru)作(zuo)用(yong)(yong)生產氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鎂，將(jiang)氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鎂煅(duan)燒(shao)(shao)成(cheng)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂。用(yong)(yong)其(qi)他方(fang)法(fa)也(ye)(ye)可以制得輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(詳見工業氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)制取方(fang)法(fa))，采(cai)用(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂作(zuo)為(wei)原(yuan)料(liao)生產電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂。奧絲脫(tuo)(AusT)和(he)拉特(te)爾(Ruttere)等(deng)研究(jiu)認為(wei)，極少(shao)量(liang)(liang)的(de)(de)雜(za)質氣體(相(xiang)(xiang))也(ye)(ye)屬于晶(jing)(jing)(jing)(jing)體的(de)(de)雜(za)質，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)長(chang)大(da)。因為(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)在于增加(jia)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界運(yun)動所需的(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體能(neng)量(liang)(liang)降低(di)，其(qi)降低(di)量(liang)(liang)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積成(cheng)正比，所以必須提高(gao)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界才能(neng)離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并且當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積相(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界必須變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒長(chang)大(da)的(de)(de)極限(xian)尺(chi)寸(cun)愈(yu)小。

另一方面為了(le)降低電熔凝氧(yang)化鎂的顯氣孔率，也應盡量減少原料(liao)氧(yang)化鎂的氣體(ti)排(pai)出(chu)，因此，采用燒(shao)結鎂砂電熔有其(qi)顯著優點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單(dan)晶的化(hua)學原料質量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特性是同原子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)(he)分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)力學本性如(ru)離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺寸，離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電位數值(zhi)，離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)外層結構等(deng)相關聯。而氧化鎂(mei)的(de)離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸、質量(liang)和(he)(he)電荷(he)、陽離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)(he)陰離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)結合特性和(he)(he)強度、離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)極化作(zuo)用、結晶構造等(deng)決(jue)定它是一高熔點化合物。

氧化鎂的熔(rong)點和(he)結(jie)構參數：陽離子半(ban)徑0.074mm;陰(yin)離子半(ban)徑0.53mm;結(jie)構類型(xing)NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制造的最重要過(guo)(guo)程(cheng)是由各種鎂(mei)(mei)(mei)質原料，通過(guo)(guo)各種形式的加熱方(fang)法產(chan)生高溫(wen)使鎂(mei)(mei)(mei)質材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)，變(bian)(bian)成氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)體(ti)。要使氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)融(rong)，必須消(xiao)耗大(da)量的熱能(neng)，以克服離子間的引力。通過(guo)(guo)強大(da)電弧產(chan)生高溫(wen)而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的方(fang)法叫做電弧熔(rong)(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)一(yi)般包括熱的傳導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)、析(xi)晶、晶體(ti)長大(da)等一(yi)系列物理化(hua)(hua)學變(bian)(bian)化(hua)(hua)的過(guo)(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)水過(guo)程(cheng)。用水鎂(mei)石作原料有一脫(tuo)水過(guo)程(cheng)。水鎂(mei)石的主要成分是氫(qing)氧化(hua)鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水過(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程。用菱鎂礦(kuang)作為(wei)原(yuan)料(liao)時(shi)有(you)一個脫碳(tan)過程，脫碳(tan)過程包括兩個方(fang)(fang)面。一方(fang)(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(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面(mian)，由于(yu)在(zai)電熔過(guo)程中(zhong)往往在(zai)原料(liao)氧化鎂中(zhong)加入石(shi)(shi)墨粉(fen)末添加物(助劑)，在(zai)電熔爐起動(dong)過(guo)程中(zhong)需在(zai)三電極(ji)(石(shi)(shi)墨電極(ji))的(de)下端(duan)用(yong)石(shi)(shi)墨粉(fen)末鋪成三角(jiao)形或(huo)星形導線(xian)路，在(zai)通電過(guo)程中(zhong)受熱燒(shao)損(sun)或(huo)完全燃燒(shao)除去石(shi)(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程。熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂中鎂離子(zi)(zi)(zi)和氧(yang)(yang)離子(zi)(zi)(zi)在(zai)強電(dian)弧產生的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)能作用下，克服單晶體中的(de)(de)晶格能的(de)(de)束縛(fu)，變成(cheng)能自(zi)由運動(dong)的(de)(de)過(guo)程。也就(jiu)是說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂加熱(re)(re)(re)(re)到一定溫度(熔(rong)點)就(jiu)會由固體變成(cheng)液體，叫熔(rong)化(hua)(hua)(hua)。在(zai)這一過(guo)程中需消(xiao)耗(hao)大量的(de)(de)電(dian)能。據電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂生產者對用水(shui)鎂石(shi)作原料生產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)的(de)(de)比(bi)例(li)如下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂晶體生成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂生成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)卻(que)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻(que)爐殼的(de)(de)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)(zi)(zi)表面散(san)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能損失值(zhi)3.2%，從這些統計數據可(ke)以看出(chu)，在(zai)電(dian)熔(rong)