電弧熔(rong)爐生產(chan)電熔(rong)氧化鎂的工藝流程主要包括(kuo)：原料配料、電弧熔(rong)融、破碎(sui)、選別、粉碎(sui)、篩(shai)別、磁選、分類包裝等。

(1)原料

我國有豐富(fu)的(de)(de)優質菱(ling)鎂礦石，氧(yang)化(hua)鎂含量高，又易于(yu)開采，因此，被廣泛(fan)用作電熔氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)原料。采用菱(ling)鎂石作原料，碳(tan)酸鎂分解產生(sheng)CO2氣體，由(you)于(yu)有大量氣體從爐內排出影響著電熔過(guo)程的(de)(de)進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧化鎂的結晶帶的形成均(jun)有(you)不利影響(xiang)，由于(yu)(yu)大量(liang)塵料飛損(sun)，使物(wu)料損(sun)耗(hao)(hao)和能量(liang)消耗(hao)(hao)增高，也(ye)惡化了車(che)間生(sheng)產環境(jing)。但由于(yu)(yu)優質菱鎂礦(kuang)石(shi)容(rong)易獲得(de)，價格很低廉，所以，仍是(shi)我國電(dian)熔氧化鎂用得(de)最多最廣泛的原料。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)(kuang)。菱鎂礦(kuang)(kuang)石中氧化(hua)鎂的(de)含量(liang)(liang)高低和(he)化(hua)學(xue)成分直接(jie)影響到(dao)電(dian)熔凝氧化(hua)鎂的(de)質量(liang)(liang)，同(tong)時在電(dian)熔過(guo)程(cheng)中也直接(jie)影響到(dao)電(dian)熔凝氧化(hua)鎂得到(dao)的(de)品(pin)級(ji)比例，因此，為了保證(zheng)電(dian)熔凝氧化(hua)鎂的(de)質量(liang)(liang)和(he)品(pin)級(ji)比例，必須對(dui)各種礦(kuang)(kuang)石進行適(shi)當(dang)的(de)配比后進行熔煉。

②水鎂石(shi)(shi)(shi)。我國(guo)的(de)(de)遼(liao)寧省(sheng)水鎂石(shi)(shi)(shi)的(de)(de)礦(kuang)源非(fei)常豐富(fu)，水鎂石(shi)(shi)(shi)中氧化(hua)鎂含(han)量高于菱鎂礦(kuang)石(shi)(shi)(shi)。它也是一種(zhong)制造電熔凝氧化(hua)鎂的(de)(de)原料，部(bu)分地區水鎂石(shi)(shi)(shi)的(de)(de)化(hua)學成分見表2。

表(biao)2水鎂石的化學成分/%

③輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。以(yi)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)作為(wei)電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)原(yuan)料(liao)，可以(yi)使生產環境得(de)到(dao)改善，可以(yi)降低運輸費用。由于電(dian)熔時排出氣(qi)體少，成(cheng)分也較均勻，對(dui)提高電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)質量(liang)有利。

我國有一(yi)些電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)以輕(qing)燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)制成(cheng)球(qiu)料(liao)(liao)(liao)入爐電熔(rong)。輕(qing)燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)氧化(hua)(hua)鎂(mei)含量達到98%，以此料(liao)(liao)(liao)能生產出白色大結晶電熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)。但由(you)于成(cheng)球(qiu)費用高，影響生產成(cheng)本。目前，有的(de)廠家采用反射爐輕(qing)燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)，以一(yi)定的(de)粒度(du)加入熔(rong)爐電熔(rong)，電熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質量比(bi)用菱(ling)鎂(mei)礦石好(hao)，成(cheng)本又(you)比(bi)用球(qiu)料(liao)(liao)(liao)作原料(liao)(liao)(liao)時便宜，因而得到了一(yi)定的(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂。為了某些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的特(te)殊要求，有時必(bi)(bi)須在電(dian)熔(rong)過程中采(cai)用燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂作為電(dian)熔(rong)原料，如采(cai)用海水鎂(mei)(mei)(mei)砂作為電(dian)熔(rong)原料，一般首先利(li)用處理海水和石(shi)灰乳作用生產(chan)氫氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)(shao)成(cheng)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用其他方(fang)法也可(ke)以制得(de)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳(xiang)見工(gong)業氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的制取方(fang)法)，采(cai)用輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作為原料生產(chan)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等(deng)研究認(ren)為，極(ji)少(shao)量的雜(za)質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)體的雜(za)質(zhi)，可(ke)明顯影響晶(jing)粒的長大(da)。因(yin)為雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)的作用在于增加晶(jing)界(jie)(jie)(jie)運動所需(xu)的能(neng)(neng)量。當晶(jing)界(jie)(jie)(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)體能(neng)(neng)量降(jiang)低(di)(di)，其降(jiang)低(di)(di)量與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截面(mian)(mian)積(ji)成(cheng)正比，所以必(bi)(bi)須提高晶(jing)界(jie)(jie)(jie)能(neng)(neng)，晶(jing)界(jie)(jie)(jie)才(cai)能(neng)(neng)離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼續運動。并且(qie)當晶(jing)界(jie)(jie)(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截面(mian)(mian)積(ji)相(xiang)(xiang)等(deng)的晶(jing)界(jie)(jie)(jie)必(bi)(bi)須變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)數(shu)量愈(yu)多，晶(jing)粒長大(da)的極(ji)限(xian)尺寸愈(yu)小。

另一方面(mian)為(wei)了降低(di)電熔凝氧化鎂(mei)(mei)的顯(xian)氣(qi)孔率，也應盡量(liang)減(jian)少原料(liao)氧化鎂(mei)(mei)的氣(qi)體排出，因(yin)此，采用燒結鎂(mei)(mei)砂電熔有其顯(xian)著優點(dian)。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶(jing)的化(hua)學原(yuan)料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是同(tong)原子(zi)和(he)(he)分子(zi)的量子(zi)力(li)學本(ben)性如離(li)(li)子(zi)半徑的尺(chi)寸，離(li)(li)子(zi)的電(dian)位數值，離(li)(li)子(zi)的電(dian)子(zi)外層結構(gou)等相關聯。而氧化鎂的離(li)(li)子(zi)尺(chi)寸、質量和(he)(he)電(dian)荷、陽離(li)(li)子(zi)和(he)(he)陰離(li)(li)子(zi)之間(jian)的結合(he)特(te)性和(he)(he)強度(du)、離(li)(li)子(zi)的極化作用、結晶構(gou)造等決定它是一高(gao)熔(rong)點化合(he)物(wu)。

氧化(hua)鎂的熔點和結(jie)構(gou)參(can)數：陽離子半徑(jing)(jing)0.074mm;陰(yin)離子半徑(jing)(jing)0.53mm;結(jie)構(gou)類型NaCl;配位(wei)數6;有效(xiao)配位(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂制造的(de)(de)最重(zhong)要過(guo)程是由各(ge)種鎂質(zhi)原(yuan)料，通過(guo)各(ge)種形式的(de)(de)加(jia)熱方法產(chan)生高溫(wen)使鎂質(zhi)材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變(bian)成(cheng)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂熔(rong)體。要使氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂熔(rong)融(rong)，必須消耗(hao)大(da)(da)量的(de)(de)熱能，以克服離子間(jian)的(de)(de)引(yin)力。通過(guo)強大(da)(da)電弧產(chan)生高溫(wen)而熔(rong)化(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)方法叫做電弧熔(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)過(guo)程一般包括熱的(de)(de)傳(chuan)導、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體長大(da)(da)等(deng)一系列物理化(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)程。

①脫(tuo)水過(guo)程(cheng)(cheng)。用(yong)水鎂石作原料有(you)一脫(tuo)水過(guo)程(cheng)(cheng)。水鎂石的主要(yao)成分(fen)是(shi)氫氧(yang)化(hua)鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水過(guo)程(cheng)(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。用(yong)菱鎂礦(kuang)(kuang)作(zuo)為原料(liao)時有一(yi)個脫(tuo)碳(tan)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)包括兩個方面。一(yi)方面是菱鎂礦(kuang)(kuang)石的熱分(fen)解(jie)，菱鎂礦(kuang)(kuang)石的主要成分(fen)是碳(tan)酸(suan)鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方(fang)面，由于在電熔過程(cheng)中往(wang)往(wang)在原料(liao)氧化鎂中加入石(shi)墨(mo)粉末(mo)添加物(助劑)，在電熔爐起動過程(cheng)中需在三(san)電極(ji)(石(shi)墨(mo)電極(ji))的(de)下端用(yong)石(shi)墨(mo)粉末(mo)鋪(pu)成三(san)角形(xing)或(huo)(huo)星形(xing)導線路，在通電過程(cheng)中受熱燒損或(huo)(huo)完全(quan)燃燒除(chu)去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)即氧化(hua)(hua)鎂中(zhong)(zhong)鎂離子和(he)氧離子在(zai)(zai)強電(dian)弧產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)能(neng)作用下(xia)，克服單晶體(ti)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)(de)束縛，變成(cheng)(cheng)能(neng)自由運動的(de)(de)(de)過程(cheng)(cheng)。也就是說(shuo)，氧化(hua)(hua)鎂加(jia)熱(re)(re)(re)到一(yi)定溫度(du)(熔(rong)點)就會(hui)由固體(ti)變成(cheng)(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)。在(zai)(zai)這一(yi)過程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)需消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)大(da)量(liang)的(de)(de)(de)電(dian)能(neng)。據電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂生(sheng)產(chan)(chan)者對(dui)用水(shui)(shui)鎂石作原料生(sheng)產(chan)(chan)電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)比例如(ru)下(xia)：氧化(hua)(hua)鎂晶體(ti)生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂(sha)生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻(que)水(shui)(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻(que)爐殼的(de)(de)(de)水(shui)(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據可(ke)以看出(chu)，在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)