電弧(hu)熔爐生產(chan)電熔氧化鎂的工藝流程(cheng)主要包括：原料配料、電弧(hu)熔融、破碎、選別、粉碎、篩(shai)別、磁(ci)選、分類包裝等。

(1)原料

我(wo)國(guo)有豐(feng)富的優質菱鎂礦石，氧化鎂含(han)量(liang)高，又易于開采(cai)，因(yin)此，被(bei)廣泛(fan)用作(zuo)(zuo)電熔(rong)氧化鎂的原(yuan)料(liao)。采(cai)用菱鎂石作(zuo)(zuo)原(yuan)料(liao)，碳酸鎂分解(jie)產(chan)生CO2氣體(ti)，由于有大量(liang)氣體(ti)從爐內排出影響(xiang)著(zhu)電熔(rong)過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂的結晶帶的形(xing)成均(jun)有不(bu)利影響，由于大量塵料(liao)飛損，使物(wu)料(liao)損耗和能量消耗增高，也(ye)惡(e)化(hua)(hua)了(le)車(che)間生產環境。但由于優質菱(ling)鎂礦(kuang)石容(rong)易獲得，價格很低廉，所以，仍是我國(guo)電熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂用(yong)得最多最廣泛的原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)中氧化鎂(mei)的(de)(de)含(han)量(liang)高低和(he)化學成分直接影(ying)響到電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)的(de)(de)質量(liang)，同時在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)過程(cheng)中也直接影(ying)響到電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)得到的(de)(de)品級(ji)比(bi)例(li)，因此，為了保證電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)的(de)(de)質量(liang)和(he)品級(ji)比(bi)例(li)，必須對各種礦(kuang)石(shi)進行(xing)適(shi)當的(de)(de)配(pei)比(bi)后進行(xing)熔(rong)(rong)(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石。我國的(de)遼(liao)寧(ning)省水(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)礦源非常(chang)豐富(fu)，水(shui)鎂(mei)(mei)石中氧化鎂(mei)(mei)含量高于(yu)菱鎂(mei)(mei)礦石。它(ta)也是一種制造電熔凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)原料，部(bu)分地區(qu)水(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)化學成(cheng)分見表(biao)2。

表2水(shui)鎂石的化學成分/%

③輕燒氧化鎂。以(yi)輕燒氧化鎂作為(wei)電(dian)熔(rong)氧化鎂原料，可以(yi)使生產環境得(de)到改善，可以(yi)降低(di)運輸費用。由于電(dian)熔(rong)時排出氣體少，成分也較(jiao)均勻，對提高電(dian)熔(rong)氧化鎂質量有利。

我國有(you)一(yi)些電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制成(cheng)球料入(ru)爐電熔。輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量達到(dao)98%，以此料能生產(chan)出白(bai)色大結晶電熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)球費(fei)用(yong)高，影響生產(chan)成(cheng)本。目前，有(you)的(de)(de)廠(chang)家(jia)采用(yong)反射爐輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以一(yi)定的(de)(de)粒度加入(ru)熔爐電熔，電熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)質量比用(yong)菱鎂(mei)礦石(shi)好(hao)，成(cheng)本又比用(yong)球料作原料時便宜，因而得到(dao)了一(yi)定的(de)(de)推廣(guang)。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)砂。為了某些電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)特殊要(yao)求，有時(shi)必須(xu)在電(dian)(dian)(dian)熔(rong)過程(cheng)中采(cai)用(yong)(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)砂作(zuo)為電(dian)(dian)(dian)熔(rong)原料，如(ru)采(cai)用(yong)(yong)海(hai)水(shui)(shui)鎂(mei)砂作(zuo)為電(dian)(dian)(dian)熔(rong)原料，一(yi)般(ban)首先利(li)用(yong)(yong)處理海(hai)水(shui)(shui)和(he)石灰乳作(zuo)用(yong)(yong)生(sheng)(sheng)產(chan)氫(qing)(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，將氫(qing)(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)煅(duan)燒(shao)(shao)成輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)其他方法也(ye)可(ke)以(yi)制得(de)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(詳見(jian)工業氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)制取方法)，采(cai)用(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)作(zuo)為原料生(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等研(yan)究認為，極(ji)少(shao)量的(de)(de)雜質氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬(shu)于晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)雜質，可(ke)明顯影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)長大。因為雜質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)在于增(zeng)加晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)運(yun)動所需的(de)(de)能量。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)能量降低，其降低量與(yu)第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積(ji)(ji)成正比，所以(yi)必須(xu)提高晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)能，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)才(cai)能離開第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并且當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積(ji)(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)必須(xu)變形，第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量愈多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒長大的(de)(de)極(ji)限(xian)尺寸愈小。

另(ling)一(yi)方面為了降(jiang)低電熔凝氧化(hua)鎂的顯氣孔率，也應(ying)盡量減少(shao)原(yuan)料氧化(hua)鎂的氣體排出，因此，采(cai)用燒結鎂砂電熔有其顯著優點。

⑤電熔(rong)氧化(hua)鎂單晶的(de)化(hua)學(xue)原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)(xing)(xing)是同(tong)原子(zi)(zi)和(he)分(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)力(li)學(xue)本(ben)性(xing)(xing)(xing)如離(li)(li)(li)子(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺(chi)寸，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)(dian)位數(shu)值，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)外(wai)層結(jie)構(gou)等相(xiang)關聯。而氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)尺(chi)寸、質(zhi)量和(he)電(dian)(dian)荷、陽離(li)(li)(li)子(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)(li)子(zi)(zi)之(zhi)間的(de)(de)結(jie)合特性(xing)(xing)(xing)和(he)強度、離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)極化(hua)(hua)作用、結(jie)晶構(gou)造等決定它是一高熔點化(hua)(hua)合物。

氧化鎂的熔點和結構參數：陽離子(zi)半(ban)徑(jing)(jing)0.074mm;陰離子(zi)半(ban)徑(jing)(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)位數6;有效(xiao)配(pei)位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂制造的最重要過(guo)(guo)(guo)程(cheng)是由各種鎂質原(yuan)料，通(tong)過(guo)(guo)(guo)各種形式(shi)的加熱方(fang)法(fa)(fa)產生高溫(wen)使鎂質材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)，變成氧(yang)化(hua)鎂熔(rong)(rong)體。要使氧(yang)化(hua)鎂熔(rong)(rong)融(rong)(rong)，必須消(xiao)耗大量的熱能，以克(ke)服離子(zi)間的引力。通(tong)過(guo)(guo)(guo)強大電(dian)弧產生高溫(wen)而熔(rong)(rong)化(hua)氧(yang)化(hua)鎂的方(fang)法(fa)(fa)叫(jiao)做(zuo)電(dian)弧熔(rong)(rong)融(rong)(rong)法(fa)(fa)。這個融(rong)(rong)化(hua)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)一(yi)般包括熱的傳導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)、析晶、晶體長大等一(yi)系列(lie)物理化(hua)學變化(hua)的過(guo)(guo)(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)(tuo)水(shui)過(guo)程。用水(shui)鎂(mei)石(shi)作原料有一脫(tuo)(tuo)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(qi)脫(tuo)(tuo)水(shui)過(guo)程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)程(cheng)(cheng)。用(yong)菱鎂(mei)礦作(zuo)為原料時有(you)一(yi)(yi)個(ge)脫碳過(guo)程(cheng)(cheng)，脫碳過(guo)程(cheng)(cheng)包括兩個(ge)方面。一(yi)(yi)方面是菱鎂(mei)礦石的熱(re)分(fen)解，菱鎂(mei)礦石的主要成分(fen)是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面(mian)，由(you)于在(zai)電(dian)熔過(guo)程(cheng)中(zhong)往往在(zai)原料氧化鎂中(zhong)加(jia)入石墨(mo)粉末添(tian)加(jia)物(助劑)，在(zai)電(dian)熔爐起動過(guo)程(cheng)中(zhong)需(xu)在(zai)三(san)電(dian)極(石墨(mo)電(dian)極)的下端(duan)用石墨(mo)粉末鋪成三(san)角形(xing)或(huo)星形(xing)導線(xian)路，在(zai)通電(dian)過(guo)程(cheng)中(zhong)受熱燒損或(huo)完全燃燒除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過程。熔(rong)化(hua)過程即(ji)氧(yang)化(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子和(he)氧(yang)離子在強電(dian)弧(hu)產(chan)生的(de)熱(re)(re)能(neng)作(zuo)用下(xia)，克服單(dan)晶體(ti)(ti)中(zhong)的(de)晶格能(neng)的(de)束縛，變成(cheng)(cheng)能(neng)自由運動(dong)的(de)過程。也就是(shi)說，氧(yang)化(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)到一定(ding)溫(wen)度(熔(rong)點)就會(hui)由固體(ti)(ti)變成(cheng)(cheng)液體(ti)(ti)，叫熔(rong)化(hua)。在這一過程中(zhong)需消(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)電(dian)能(neng)。據電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)生產(chan)者(zhe)對(dui)用水(shui)鎂(mei)石作(zuo)原料生產(chan)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)熱(re)(re)平衡(heng)的(de)衡(heng)算，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)比(bi)例如下(xia)：氧(yang)化(hua)鎂(mei)晶體(ti)(ti)生成(cheng)(cheng)熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂(sha)生成(cheng)(cheng)熱(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼(ke)的(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)子表面(mian)散(san)熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失值(zhi)3.2%，從這些統計數(shu)據可以看出，在電(dian)熔(rong)