電弧熔(rong)爐生(sheng)產電熔(rong)氧化鎂的(de)工(gong)藝流程(cheng)主要(yao)包括：原料(liao)配料(liao)、電弧熔(rong)融、破碎、選別、粉(fen)碎、篩(shai)別、磁選、分類包裝等。

(1)原料

我國有(you)(you)豐富(fu)的優質菱鎂礦(kuang)石(shi)，氧(yang)化鎂含量高(gao)，又易于開采，因(yin)此，被廣(guang)泛用(yong)(yong)作電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂的原(yuan)料。采用(yong)(yong)菱鎂石(shi)作原(yuan)料，碳(tan)酸鎂分(fen)解產生CO2氣體，由于有(you)(you)大量氣體從爐內排(pai)出影響著電(dian)(dian)熔(rong)過程(cheng)的進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電(dian)熔氧化鎂的結晶帶的形成均有(you)不(bu)利(li)影響，由于大(da)量塵料飛(fei)損，使(shi)物料損耗(hao)和(he)能量消(xiao)耗(hao)增高，也惡化了(le)車間生產環境。但由于優(you)質菱鎂礦(kuang)石容易獲得，價格(ge)很(hen)低廉，所以，仍是我國(guo)電(dian)熔氧化鎂用得最(zui)多(duo)最(zui)廣(guang)泛(fan)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)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)含量高低和(he)化(hua)(hua)(hua)學成分直接(jie)影(ying)響(xiang)到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量，同時在電(dian)(dian)熔(rong)過(guo)程中(zhong)也直接(jie)影(ying)響(xiang)到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)得到(dao)的(de)品級比例，因此(ci)，為了保證電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量和(he)品級比例，必須對各(ge)種礦(kuang)石進行適當(dang)的(de)配比后(hou)進行熔(rong)煉。

②水(shui)(shui)鎂(mei)石。我(wo)國的遼寧省水(shui)(shui)鎂(mei)石的礦源非(fei)常豐富，水(shui)(shui)鎂(mei)石中氧化鎂(mei)含量高于(yu)菱鎂(mei)礦石。它(ta)也(ye)是一種制造電(dian)熔凝氧化鎂(mei)的原料，部分(fen)地區(qu)水(shui)(shui)鎂(mei)石的化學成(cheng)分(fen)見表2。

表2水鎂石(shi)的化學成分/%

③輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。以(yi)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)作為電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)原料，可(ke)以(yi)使生產(chan)環境得到(dao)改善，可(ke)以(yi)降低運輸費用。由于電(dian)熔時排出氣(qi)體(ti)少，成分也較均勻，對(dui)提(ti)高電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)質量有利。

我國有(you)一些電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制(zhi)成(cheng)球料(liao)入爐電熔(rong)。輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)達到98%，以此料(liao)能生產出白(bai)色大結晶電熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由于(yu)成(cheng)球費用(yong)高，影響生產成(cheng)本(ben)(ben)。目前，有(you)的(de)廠家采用(yong)反射(she)爐輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以一定的(de)粒(li)度加入熔(rong)爐電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)比用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)好(hao)，成(cheng)本(ben)(ben)又比用(yong)球料(liao)作原料(liao)時便宜，因(yin)而得到了一定的(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了某些電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)特殊要求，有時(shi)必須在電熔(rong)(rong)過程中采(cai)(cai)用(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電熔(rong)(rong)原(yuan)料，如采(cai)(cai)用(yong)(yong)海水鎂(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電熔(rong)(rong)原(yuan)料，一(yi)般首先利用(yong)(yong)處理海水和(he)石(shi)灰乳(ru)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)生產(chan)(chan)氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，將氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)其他方(fang)法也(ye)可以制得輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)制取方(fang)法)，采(cai)(cai)用(yong)(yong)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)原(yuan)料生產(chan)(chan)電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉(la)特爾(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)，極少量的(de)雜質(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬(shu)于晶(jing)體(ti)的(de)雜質(zhi)，可明顯影響(xiang)晶(jing)粒的(de)長大。因(yin)為(wei)(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)在于增加晶(jing)界運動所(suo)需的(de)能量。當晶(jing)界與第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)體(ti)能量降低，其降低量與第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積成正比，所(suo)以必須提高晶(jing)界能，晶(jing)界才能離開(kai)第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)界與第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，與第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)界必須變形，第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量愈多(duo)，晶(jing)粒長大的(de)極限尺寸(cun)愈小。

另一方面(mian)為了降低(di)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂的顯氣孔(kong)率(lv)，也應盡(jin)量(liang)減少原料氧(yang)化鎂的氣體排出，因此(ci)，采用燒(shao)結(jie)鎂砂電(dian)(dian)熔(rong)有(you)其顯著優(you)點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原料質量要(yao)求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些(xie)特性(xing)是同原子(zi)(zi)(zi)和分子(zi)(zi)(zi)的(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)力學本性(xing)如離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)半徑(jing)的(de)尺寸(cun)，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電位數值，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)(zi)外(wai)層(ceng)結(jie)(jie)構(gou)等相(xiang)關聯。而(er)氧化鎂的(de)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)尺寸(cun)、質量(liang)和電荷、陽離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)和陰離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)之間的(de)結(jie)(jie)合(he)特性(xing)和強度、離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)極化作用、結(jie)(jie)晶(jing)構(gou)造等決定它(ta)是一高熔點化合(he)物(wu)。

氧化鎂(mei)的熔(rong)點(dian)和結構參數：陽(yang)離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構類型NaCl;配位(wei)數6;有效(xiao)配位(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)2800℃。

電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的最重要過(guo)(guo)程是(shi)由各(ge)種鎂(mei)(mei)質原料(liao)，通過(guo)(guo)各(ge)種形式(shi)的加(jia)熱方法產(chan)生高溫(wen)使鎂(mei)(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)體。要使氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)融(rong)，必須消耗大量的熱能，以克服(fu)離子間的引力。通過(guo)(guo)強大電(dian)弧產(chan)生高溫(wen)而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的方法叫做電(dian)弧熔(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程一般(ban)包括熱的傳(chuan)導、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大等一系列(lie)物理化(hua)(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)(hua)的過(guo)(guo)程。

①脫(tuo)水過程。用(yong)水鎂石作原料有一脫(tuo)水過程。水鎂石的主(zhu)要成分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過程。用菱(ling)鎂礦(kuang)作為原料時(shi)有(you)一個脫(tuo)碳(tan)過程，脫(tuo)碳(tan)過程包括兩個方面。一方面是菱(ling)鎂礦(kuang)石(shi)的熱分解(jie)，菱(ling)鎂礦(kuang)石(shi)的主要(yao)成分是碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于在電熔(rong)過(guo)程中(zhong)往往在原料氧化鎂中(zhong)加入石墨(mo)(mo)(mo)粉末添加物(助劑(ji))，在電熔(rong)爐起動過(guo)程中(zhong)需在三電極(石墨(mo)(mo)(mo)電極)的下端用石墨(mo)(mo)(mo)粉末鋪成三角形(xing)或星(xing)形(xing)導線(xian)路(lu)，在通電過(guo)程中(zhong)受(shou)熱燒損或完(wan)全燃燒除去石墨(mo)(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)中(zhong)(zhong)鎂(mei)離子和(he)氧(yang)(yang)離子在(zai)強電弧產生的熱(re)(re)能作用下，克服單晶體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)的晶格能的束縛(fu)，變成能自由運動(dong)的過程(cheng)。也(ye)就是說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)到(dao)一(yi)定溫度(熔(rong)點)就會由固(gu)體(ti)(ti)變成液體(ti)(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)。在(zai)這一(yi)過程(cheng)中(zhong)(zhong)需消(xiao)(xiao)(xiao)耗大量的電能。據電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)生產者對用水(shui)鎂(mei)石作原料生產電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的熱(re)(re)平(ping)衡的衡算，熱(re)(re)消(xiao)(xiao)(xiao)耗的比例如(ru)下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)晶體(ti)(ti)生成熱(re)(re)消(xiao)(xiao)(xiao)耗值(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)(xiao)(xiao)耗熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生成熱(re)(re)耗值(zhi)3.0%，冷(leng)卻水(shui)耗熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼的水(shui)耗熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電能損失值(zhi)3.2%，從這些統計數據可以(yi)看出(chu)，在(zai)電熔(rong)