電(dian)弧(hu)熔爐生產(chan)電(dian)熔氧化(hua)鎂的工藝流(liu)程主(zhu)要(yao)包(bao)括：原(yuan)料配料、電(dian)弧(hu)熔融、破碎(sui)、選別、粉碎(sui)、篩別、磁選、分(fen)類(lei)包(bao)裝等。

(1)原料

我國(guo)有(you)豐富的優(you)質菱(ling)鎂(mei)礦石，氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量(liang)高，又易(yi)于開(kai)采，因此，被廣泛用作(zuo)電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)的原(yuan)(yuan)料。采用菱(ling)鎂(mei)石作(zuo)原(yuan)(yuan)料，碳酸鎂(mei)分解(jie)產生CO2氣(qi)體，由于有(you)大(da)量(liang)氣(qi)體從爐(lu)內排出影響(xiang)著電(dian)熔過程(cheng)的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的結晶帶的形成(cheng)均有不(bu)利影(ying)響，由于大量塵料飛損(sun)，使物料損(sun)耗(hao)和能量消耗(hao)增(zeng)高，也惡化(hua)了車(che)間(jian)生產環境。但由于優質菱鎂(mei)礦石容(rong)易獲得，價格很低廉，所以，仍是我國電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)用得最多(duo)最廣(guang)泛的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石中(zhong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的含量(liang)高(gao)低和(he)化(hua)(hua)學成分直接影響到(dao)電熔(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的質(zhi)量(liang)，同(tong)時在(zai)電熔(rong)過程中(zhong)也直接影響到(dao)電熔(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)得到(dao)的品級比(bi)例(li)，因此，為了(le)保證電熔(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的質(zhi)量(liang)和(he)品級比(bi)例(li)，必須(xu)對各種礦(kuang)石進行適(shi)當的配比(bi)后進行熔(rong)煉。

②水鎂石。我國的遼寧省(sheng)水鎂石的礦源非常豐富，水鎂石中氧化鎂含量高于(yu)菱(ling)鎂礦石。它(ta)也是一種制(zhi)造(zao)電熔(rong)凝氧化鎂的原(yuan)料，部分(fen)地(di)區水鎂石的化學成分(fen)見表2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕(qing)燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)。以輕(qing)燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)作為電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)原料，可以使(shi)生產環境得到改善(shan)，可以降(jiang)低(di)運輸費用。由于電熔時排出(chu)氣體少，成分也較均(jun)勻，對提高電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)質量(liang)有利。

我國有一些電熔凝氧(yang)化鎂以輕燒(shao)氧(yang)化鎂制(zhi)成(cheng)(cheng)球(qiu)料入爐(lu)電熔。輕燒(shao)氧(yang)化鎂的(de)(de)氧(yang)化鎂含量達(da)到(dao)(dao)98%，以此料能生產出白色大結晶電熔氧(yang)化鎂。但由于成(cheng)(cheng)球(qiu)費用高，影(ying)響生產成(cheng)(cheng)本。目前(qian)，有的(de)(de)廠家(jia)采用反射爐(lu)輕燒(shao)氧(yang)化鎂，以一定(ding)的(de)(de)粒(li)度加入熔爐(lu)電熔，電熔氧(yang)化鎂的(de)(de)質量比用菱(ling)鎂礦石好，成(cheng)(cheng)本又比用球(qiu)料作原料時便宜，因而得到(dao)(dao)了一定(ding)的(de)(de)推廣。

④燒結鎂(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)(wei)了某些電熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)特(te)殊要(yao)求，有時(shi)必須在(zai)電熔(rong)(rong)過(guo)程中采用(yong)燒結鎂(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)電熔(rong)(rong)原(yuan)料(liao)，如采用(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)電熔(rong)(rong)原(yuan)料(liao)，一般首先利用(yong)處(chu)理海(hai)水和(he)石灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)生(sheng)產氫氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將(jiang)氫氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒成輕(qing)燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)其他方法也可以制(zhi)得(de)輕(qing)燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見(jian)工業氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)制(zhi)取(qu)方法)，采用(yong)輕(qing)燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)原(yuan)料(liao)生(sheng)產電熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(tuo)(AusT)和(he)拉特(te)爾(Ruttere)等研究認(ren)為(wei)(wei)(wei)，極少量(liang)(liang)的(de)雜質(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)雜質(zhi)，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)長大。因為(wei)(wei)(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)在(zai)于增(zeng)加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)運動所需(xu)的(de)能(neng)(neng)量(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)體(ti)能(neng)(neng)量(liang)(liang)降(jiang)低(di)，其降(jiang)低(di)量(liang)(liang)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積成正(zheng)比，所以必須提高(gao)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)能(neng)(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)才能(neng)(neng)離開第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)必須變形(xing)，第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)粒長大的(de)極限尺寸愈小。

另(ling)一方(fang)面為(wei)了降低(di)電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的顯(xian)氣(qi)孔率，也應盡量減(jian)少(shao)原料氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的氣(qi)體排出，因此，采用燒結(jie)鎂(mei)(mei)砂電熔(rong)有(you)其顯(xian)著(zhu)優點。

⑤電(dian)熔氧化鎂單晶(jing)的(de)化學(xue)原(yuan)料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)(te)性(xing)是同原子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)力學本性(xing)如離(li)(li)子(zi)(zi)半徑的(de)(de)(de)(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)位數值，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)外層(ceng)結構(gou)等(deng)(deng)相(xiang)關(guan)聯。而氧化鎂的(de)(de)(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)尺寸、質量(liang)和電(dian)(dian)荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)和陰(yin)離(li)(li)子(zi)(zi)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)結合特(te)(te)性(xing)和強度、離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)極(ji)化作用、結晶構(gou)造等(deng)(deng)決定(ding)它是一(yi)高熔(rong)點化合物。

氧(yang)化(hua)鎂的熔(rong)點(dian)和結構參數：陽離子(zi)(zi)半(ban)徑(jing)(jing)0.074mm;陰(yin)離子(zi)(zi)半(ban)徑(jing)(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配位(wei)(wei)數6;有效配位(wei)(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)2800℃。

電熔(rong)凝氧化(hua)鎂制造的(de)最重要過程(cheng)是由(you)各種鎂質原料(liao)，通過各種形式的(de)加(jia)熱(re)方(fang)法(fa)(fa)產(chan)生高溫使鎂質材料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)，變成氧化(hua)鎂熔(rong)體。要使氧化(hua)鎂熔(rong)融(rong)，必須消耗大(da)量的(de)熱(re)能，以克服離子間(jian)的(de)引力。通過強大(da)電弧產(chan)生高溫而熔(rong)化(hua)氧化(hua)鎂的(de)方(fang)法(fa)(fa)叫(jiao)做(zuo)電弧熔(rong)融(rong)法(fa)(fa)。這個融(rong)化(hua)過程(cheng)一般包括熱(re)的(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)、析晶、晶體長大(da)等一系列(lie)物(wu)理化(hua)學變化(hua)的(de)過程(cheng)。

①脫(tuo)(tuo)水過(guo)(guo)程。用水鎂(mei)石作原料有一脫(tuo)(tuo)水過(guo)(guo)程。水鎂(mei)石的主(zhu)要成(cheng)分是(shi)氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)(tuo)水過(guo)(guo)程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程(cheng)。用菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)作為原(yuan)料時有一(yi)個脫碳(tan)過程(cheng)，脫碳(tan)過程(cheng)包括兩個方面。一(yi)方面是菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)石的熱分解(jie)，菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)石的主要成分是碳(tan)酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電(dian)熔過程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)往(wang)(wang)往(wang)(wang)在(zai)原料氧化(hua)鎂中(zhong)(zhong)加(jia)入石(shi)墨粉末添加(jia)物(wu)(助劑)，在(zai)電(dian)熔爐起動過程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)需在(zai)三(san)電(dian)極(ji)(石(shi)墨電(dian)極(ji))的下端(duan)用石(shi)墨粉末鋪(pu)成三(san)角形或星(xing)形導線路，在(zai)通電(dian)過程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)受(shou)熱燒損或完全燃燒除(chu)去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)過(guo)程。熔化(hua)(hua)過(guo)程即(ji)氧化(hua)(hua)鎂中鎂離(li)子(zi)和氧離(li)子(zi)在強電弧(hu)產生(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)作(zuo)用下，克服單(dan)晶體中的(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)束(shu)縛，變(bian)成能(neng)自由(you)運動的(de)(de)過(guo)程。也就是說，氧化(hua)(hua)鎂加熱(re)(re)(re)(re)到一定溫度(熔點)就會由(you)固體變(bian)成液體，叫(jiao)熔化(hua)(hua)。在這一過(guo)程中需消(xiao)耗(hao)(hao)大(da)量的(de)(de)電能(neng)。據電熔凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂生(sheng)產者對用水(shui)鎂石作(zuo)原料生(sheng)產電熔凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)平(ping)衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)比例如下：氧化(hua)(hua)鎂晶體生(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂(sha)生(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)卻水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐(lu)殼的(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)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%。電能(neng)損失值(zhi)3.2%，從(cong)這些統計數據可(ke)以(yi)看(kan)出，在電熔