電弧熔(rong)爐生(sheng)產(chan)電熔(rong)氧化鎂的工藝流程主要包(bao)括：原料(liao)配料(liao)、電弧熔(rong)融、破碎(sui)、選別、粉碎(sui)、篩別、磁(ci)選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富的優質菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量高，又易于開采，因此，被(bei)廣泛用作電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的原(yuan)料(liao)。采用菱(ling)鎂(mei)(mei)石作原(yuan)料(liao)，碳酸鎂(mei)(mei)分解產生CO2氣體，由于有(you)大量氣體從爐內排出影(ying)響著電(dian)熔(rong)過(guo)程的進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的結(jie)晶帶的形(xing)成(cheng)均有(you)不利影響，由于大量塵(chen)料飛損，使物料損耗(hao)和能量消(xiao)耗(hao)增高(gao)，也惡化(hua)了車(che)間生產環境。但由于優質菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石容易(yi)獲得，價格很低廉，所以，仍(reng)是我(wo)國電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)用得最多最廣泛的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)礦石中氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)含量高(gao)低和(he)化(hua)學成分直接(jie)影響到電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)量，同時在電(dian)(dian)熔(rong)過程中也直接(jie)影響到電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)得到的(de)品(pin)級比(bi)例(li)，因此(ci)，為了保證電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)量和(he)品(pin)級比(bi)例(li)，必須對各種(zhong)礦石進行(xing)適(shi)當的(de)配比(bi)后進行(xing)熔(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)石。我(wo)國(guo)的(de)遼寧(ning)省(sheng)水鎂(mei)(mei)石的(de)礦(kuang)源非常豐富，水鎂(mei)(mei)石中氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量高(gao)于菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石。它(ta)也是一種制造電熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原料，部(bu)分(fen)地區水鎂(mei)(mei)石的(de)化(hua)學成分(fen)見表2。

表2水(shui)鎂石(shi)的化學成分/%

③輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂。以(yi)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂作為電熔氧(yang)化(hua)鎂原(yuan)料，可以(yi)使生產(chan)環(huan)境得到改善(shan)，可以(yi)降低運(yun)輸費用(yong)。由于電熔時(shi)排出氣體少，成分也較均(jun)勻，對提高(gao)電熔氧(yang)化(hua)鎂質量(liang)有利。

我國有一些(xie)電熔凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)以(yi)輕燒氧(yang)化鎂(mei)制成球(qiu)料入爐電熔。輕燒氧(yang)化鎂(mei)的氧(yang)化鎂(mei)含量達(da)到98%，以(yi)此料能(neng)生產出白色大結晶電熔氧(yang)化鎂(mei)。但由(you)于成球(qiu)費(fei)用高，影(ying)響(xiang)生產成本(ben)。目前，有的廠家采用反射(she)爐輕燒氧(yang)化鎂(mei)，以(yi)一定(ding)的粒度加入熔爐電熔，電熔氧(yang)化鎂(mei)的質(zhi)量比(bi)(bi)用菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)好，成本(ben)又比(bi)(bi)用球(qiu)料作原料時便宜(yi)，因而(er)得到了一定(ding)的推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了某些電熔(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)特殊要(yao)求，有時必(bi)須(xu)在(zai)電熔(rong)(rong)過程中采用燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)電熔(rong)(rong)原料，如采用海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)電熔(rong)(rong)原料，一般首先利用處理海(hai)水(shui)和石灰乳作用生產(chan)(chan)氫氧化鎂(mei)(mei)，將氫氧化鎂(mei)(mei)煅燒(shao)成(cheng)輕(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)。用其(qi)(qi)他方法也可(ke)以制(zhi)得輕(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)(詳見工業氧化鎂(mei)(mei)的(de)制(zhi)取方法)，采用輕(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)作為(wei)原料生產(chan)(chan)電熔(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(er)(Ruttere)等研究認為(wei)，極(ji)少量的(de)雜(za)質氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬(shu)于晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)雜(za)質，可(ke)明顯影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)長大(da)。因為(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作用在(zai)于增加(jia)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)運(yun)動(dong)所(suo)需的(de)能(neng)(neng)量。當晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)能(neng)(neng)量降低，其(qi)(qi)降低量與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面積成(cheng)正比，所(suo)以必(bi)須(xu)提高晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)能(neng)(neng)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)才能(neng)(neng)離開(kai)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續運(yun)動(dong)。并且當晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面積相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)必(bi)須(xu)變形(xing)，第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量愈多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)長大(da)的(de)極(ji)限(xian)尺寸愈小。

另(ling)一方面為了降低電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)顯(xian)氣孔率，也(ye)應盡量減少原料(liao)氧化(hua)鎂(mei)的(de)氣體排出，因此，采用燒結鎂(mei)砂電(dian)熔有其(qi)顯(xian)著(zhu)優(you)點。

⑤電(dian)熔氧化鎂單晶的(de)化學原(yuan)料質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是同原子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)力學本性如離(li)(li)子(zi)(zi)半徑的(de)尺(chi)寸，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電(dian)位(wei)數值(zhi)，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電(dian)子(zi)(zi)外層結構等(deng)(deng)相關聯。而氧化(hua)鎂的(de)離(li)(li)子(zi)(zi)尺(chi)寸、質量和電(dian)荷(he)、陽離(li)(li)子(zi)(zi)和陰離(li)(li)子(zi)(zi)之(zhi)間(jian)的(de)結合(he)特(te)性和強(qiang)度、離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)極化(hua)作用(yong)、結晶構造等(deng)(deng)決定它是一高熔點化(hua)合(he)物(wu)。

氧(yang)化鎂的(de)熔點和(he)結構參數(shu)(shu)(shu)：陽離(li)(li)子半(ban)徑0.074mm;陰離(li)(li)子半(ban)徑0.53mm;結構類型(xing)NaCl;配(pei)位數(shu)(shu)(shu)6;有效配(pei)位數(shu)(shu)(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)(de)最重要(yao)過(guo)程是(shi)由各(ge)種鎂(mei)(mei)質原料，通(tong)過(guo)各(ge)種形式的(de)(de)加熱方法產生高溫使(shi)鎂(mei)(mei)質材(cai)料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)體(ti)(ti)。要(yao)使(shi)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)融，必須消耗大量(liang)的(de)(de)熱能，以克服離子間的(de)(de)引力。通(tong)過(guo)強大電弧產生高溫而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)方法叫做(zuo)電弧熔(rong)融法。這個融化(hua)(hua)(hua)過(guo)程一般(ban)包括熱的(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)(ti)長大等(deng)一系列物理化(hua)(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)程。

①脫水過程。用(yong)水鎂石作原料有一脫水過程。水鎂石的(de)主要成(cheng)分(fen)是(shi)氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水過程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程(cheng)。用菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)作為原料時有一(yi)個脫碳過程(cheng)，脫碳過程(cheng)包括兩個方面。一(yi)方面是菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)石的熱分解，菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)石的主要成分是碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方(fang)面，由于在(zai)電熔過程(cheng)中往(wang)往(wang)在(zai)原料氧化鎂中加(jia)入石墨粉末添加(jia)物(助劑(ji))，在(zai)電熔爐起動過程(cheng)中需在(zai)三(san)電極(石墨電極)的下端用石墨粉末鋪成三(san)角形(xing)或星(xing)形(xing)導線路，在(zai)通電過程(cheng)中受熱燒(shao)損(sun)或完全燃(ran)燒(shao)除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)過(guo)程。熔化(hua)(hua)過(guo)程即氧化(hua)(hua)鎂中鎂離子(zi)和氧離子(zi)在(zai)(zai)強電(dian)(dian)弧(hu)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)熱能(neng)(neng)(neng)作(zuo)用(yong)下，克服單晶體中的(de)晶格能(neng)(neng)(neng)的(de)束縛(fu)，變成(cheng)能(neng)(neng)(neng)自由運(yun)動的(de)過(guo)程。也就(jiu)是說，氧化(hua)(hua)鎂加(jia)熱到一定溫度(熔點)就(jiu)會由固體變成(cheng)液體，叫熔化(hua)(hua)。在(zai)(zai)這一過(guo)程中需消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)大量(liang)的(de)電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)。據(ju)電(dian)(dian)熔凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)者對用(yong)水鎂石作(zuo)原(yuan)料(liao)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)(dian)熔凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂的(de)熱平衡的(de)衡算，熱消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)的(de)比例如下：氧化(hua)(hua)鎂晶體生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)熱消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)熱值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)熱耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)(hao)(hao)熱值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)水耗(hao)(hao)(hao)熱值(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表(biao)面散熱值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)損(sun)失(shi)值(zhi)(zhi)3.2%，從這些(xie)統計數據(ju)可以看出，在(zai)(zai)電(dian)(dian)熔