電弧(hu)熔(rong)(rong)爐生(sheng)產電熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂(mei)的工藝流程主要包(bao)(bao)括：原(yuan)料(liao)配料(liao)、電弧(hu)熔(rong)(rong)融、破碎、選(xuan)別(bie)、粉碎、篩(shai)別(bie)、磁選(xuan)、分類包(bao)(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富的優(you)質菱(ling)鎂(mei)礦石，氧(yang)化鎂(mei)含量高，又易于開采，因此，被廣泛用作電熔氧(yang)化鎂(mei)的原(yuan)料。采用菱(ling)鎂(mei)石作原(yuan)料，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣體，由于有大量氣體從爐內排出影響著電熔過(guo)程的進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂的(de)結晶帶的(de)形成(cheng)均有不利(li)影響，由(you)(you)于大量(liang)塵料飛損(sun)(sun)，使物(wu)料損(sun)(sun)耗和能量(liang)消(xiao)耗增高，也(ye)惡化(hua)了車(che)間生產環境。但(dan)由(you)(you)于優質菱鎂礦石容易(yi)獲得(de)，價格很低廉，所(suo)以，仍是我國電(dian)(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂用(yong)得(de)最多最廣(guang)泛的(de)原料。

(2)配料

①菱(ling)(ling)鎂(mei)礦(kuang)。菱(ling)(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)中(zhong)氧化鎂(mei)的含量(liang)(liang)高低和化學(xue)成分直接(jie)影(ying)響(xiang)到電(dian)(dian)熔凝(ning)氧化鎂(mei)的質量(liang)(liang)，同(tong)時在電(dian)(dian)熔過程中(zhong)也直接(jie)影(ying)響(xiang)到電(dian)(dian)熔凝(ning)氧化鎂(mei)得到的品級比例(li)(li)，因(yin)此，為了(le)保證(zheng)電(dian)(dian)熔凝(ning)氧化鎂(mei)的質量(liang)(liang)和品級比例(li)(li)，必須(xu)對各種礦(kuang)石(shi)進行適當的配比后進行熔煉。

②水鎂(mei)石(shi)。我國的(de)(de)遼寧省水鎂(mei)石(shi)的(de)(de)礦源非常(chang)豐富，水鎂(mei)石(shi)中氧化(hua)鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦石(shi)。它也是一種(zhong)制(zhi)造(zao)電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)原料，部分地區水鎂(mei)石(shi)的(de)(de)化(hua)學成(cheng)分見(jian)表2。

表2水鎂石的化學成(cheng)分/%

③輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。以(yi)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)作為電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)原料，可(ke)以(yi)使生(sheng)產環境得到(dao)改善，可(ke)以(yi)降低運輸費用(yong)。由于(yu)電熔(rong)時(shi)排出氣體少，成分(fen)也較均勻，對提(ti)高電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)質量有利(li)。

我國有一(yi)些電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)球(qiu)料入爐(lu)電熔(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量達到98%，以(yi)此料能(neng)生產(chan)出白(bai)色大結晶電熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)費用(yong)高，影響(xiang)生產(chan)成(cheng)本。目前，有的(de)廠家(jia)采用(yong)反射爐(lu)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)一(yi)定(ding)的(de)粒度加入熔(rong)爐(lu)電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量比(bi)用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本又比(bi)用(yong)球(qiu)料作(zuo)原料時便(bian)宜(yi)，因而得到了(le)一(yi)定(ding)的(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)(wei)了某些(xie)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)特殊要求(qiu)，有時(shi)(shi)必須(xu)(xu)在(zai)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)過程(cheng)中采用燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)原料(liao)(liao)，如采用海(hai)水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)原料(liao)(liao)，一(yi)般(ban)首先利(li)用處(chu)理海(hai)水和石灰乳(ru)作(zuo)(zuo)用生產氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用其(qi)他方法也(ye)可以(yi)制得輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)制取方法)，采用輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)原料(liao)(liao)生產電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究(jiu)認為(wei)(wei)(wei)，極少量(liang)的(de)雜(za)質氣體(ti)(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)雜(za)質，可明(ming)顯影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)長大。因為(wei)(wei)(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)(zuo)用在(zai)于增加晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)運動所需的(de)能量(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)(shi)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)能量(liang)降(jiang)低，其(qi)降(jiang)低量(liang)與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截面積成正比，所以(yi)必須(xu)(xu)提高(gao)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)能，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)才能離(li)開(kai)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼續(xu)運動。并且當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)(shi)，與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)必須(xu)(xu)變形，第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)長大的(de)極限尺寸愈小(xiao)。

另一方(fang)面(mian)為了降低電熔凝氧化鎂的(de)顯氣孔率(lv)，也應盡量(liang)減少原(yuan)料氧化鎂的(de)氣體排(pai)出，因此(ci)，采用燒結鎂砂(sha)電熔有(you)其(qi)顯著優點。

⑤電(dian)熔氧(yang)化鎂單晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是(shi)同(tong)原子(zi)和(he)分子(zi)的(de)(de)(de)量子(zi)力學本性(xing)如離(li)子(zi)半徑的(de)(de)(de)尺(chi)寸(cun)(cun)，離(li)子(zi)的(de)(de)(de)電(dian)位數值，離(li)子(zi)的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)外(wai)層(ceng)結構等(deng)相關(guan)聯。而氧化鎂的(de)(de)(de)離(li)子(zi)尺(chi)寸(cun)(cun)、質量和(he)電(dian)荷、陽(yang)離(li)子(zi)和(he)陰離(li)子(zi)之間的(de)(de)(de)結合特性(xing)和(he)強度、離(li)子(zi)的(de)(de)(de)極化作用、結晶構造(zao)等(deng)決(jue)定它是(shi)一高(gao)熔點化合物(wu)。

氧化鎂(mei)的熔點和結構參數(shu)：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)位數(shu)6;有效配(pei)位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)制(zhi)造的最(zui)重要過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)是由各種(zhong)鎂(mei)質原料(liao)(liao)，通(tong)過(guo)(guo)各種(zhong)形式的加熱(re)方(fang)法產生高(gao)溫(wen)使鎂(mei)質材料(liao)(liao)(MgO)熔化，變成(cheng)氧(yang)(yang)化鎂(mei)熔體。要使氧(yang)(yang)化鎂(mei)熔融，必須消耗大(da)量的熱(re)能，以(yi)克服離子間的引力。通(tong)過(guo)(guo)強大(da)電弧(hu)產生高(gao)溫(wen)而熔化氧(yang)(yang)化鎂(mei)的方(fang)法叫做(zuo)電弧(hu)熔融法。這(zhe)個融化過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)一般包括熱(re)的傳(chuan)導(dao)、脫水、脫碳、熔化、析晶、晶體長大(da)等一系列物理化學變化的過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)過(guo)程。用水(shui)鎂石(shi)作原料有一脫(tuo)水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂石(shi)的主要(yao)成(cheng)分是(shi)氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過(guo)程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)(tan)過程(cheng)。用菱鎂(mei)礦(kuang)作為(wei)原料(liao)時(shi)有一個脫(tuo)碳(tan)(tan)過程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)(tan)過程(cheng)包括(kuo)兩個方面。一方面是菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)的(de)(de)熱分解，菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)的(de)(de)主(zhu)要成(cheng)分是碳(tan)(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電(dian)熔過(guo)程中往往在(zai)原料氧(yang)化鎂中加入石墨粉(fen)末添加物(wu)(助(zhu)劑(ji))，在(zai)電(dian)熔爐起動過(guo)程中需在(zai)三電(dian)極(石墨電(dian)極)的(de)下端用石墨粉(fen)末鋪(pu)成(cheng)三角形或星形導線路，在(zai)通電(dian)過(guo)程中受熱燒損或完全(quan)燃燒除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程。熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離(li)子和(he)氧(yang)(yang)離(li)子在(zai)強電弧(hu)產生(sheng)的(de)熱(re)(re)(re)能作(zuo)用下，克(ke)服(fu)單晶體中的(de)晶格能的(de)束(shu)縛，變(bian)成能自由運動的(de)過(guo)程。也就(jiu)是說(shuo)，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)加(jia)熱(re)(re)(re)到一(yi)定(ding)溫(wen)度(熔(rong)點(dian))就(jiu)會由固體變(bian)成液(ye)體，叫熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)。在(zai)這一(yi)過(guo)程中需(xu)消(xiao)耗(hao)大量的(de)電能。據(ju)電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產者對(dui)用水(shui)鎂(mei)石作(zuo)原料生(sheng)產電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)熱(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)的(de)比例如下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)晶體生(sheng)成熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成熱(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)卻(que)(que)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻(que)(que)爐(lu)殼(ke)的(de)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)子表(biao)面散熱(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電能損失值(zhi)3.2%，從這些統計數(shu)據(ju)可以(yi)看出(chu)，在(zai)電熔(rong)