電弧(hu)熔爐生產電熔氧(yang)化鎂的工藝流程主要包(bao)括(kuo)：原(yuan)料配料、電弧(hu)熔融、破碎(sui)、選別、粉碎(sui)、篩別、磁選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有(you)(you)豐富的優(you)質菱(ling)鎂(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)含量高，又(you)易于(yu)開采(cai)，因(yin)此，被廣泛用作電熔氧化(hua)鎂(mei)的原(yuan)料(liao)。采(cai)用菱(ling)鎂(mei)石作原(yuan)料(liao)，碳(tan)酸鎂(mei)分(fen)解產生CO2氣體，由于(yu)有(you)(you)大量氣體從爐內排出(chu)影響著電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂(mei)的結晶帶的形成均(jun)有(you)不利影響(xiang)，由于大量塵(chen)料(liao)飛損(sun)，使物料(liao)損(sun)耗(hao)和能量消耗(hao)增高，也惡化了車間生(sheng)產環境。但由于優質菱鎂(mei)礦石容易獲得(de)，價格很低廉，所以，仍是(shi)我國電熔氧化鎂(mei)用得(de)最(zui)多最(zui)廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)石中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)含量(liang)高低和化(hua)學成分直接影響(xiang)到(dao)電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)，同(tong)時在電熔(rong)過程中(zhong)也(ye)直接影響(xiang)到(dao)電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)得到(dao)的(de)品級比(bi)例，因此，為(wei)了(le)保證電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)和品級比(bi)例，必(bi)須對各種(zhong)礦(kuang)石進行(xing)(xing)適當的(de)配比(bi)后進行(xing)(xing)熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)(shi)。我國的(de)(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)(shi)的(de)(de)礦源非常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)(shi)中氧化鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)(shi)(shi)。它也是一種(zhong)制(zhi)造電熔凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)(de)原料，部分地區水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)(shi)的(de)(de)化學成分見表2。

表2水(shui)鎂(mei)石的化(hua)學成分/%

③輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。以(yi)輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作為電熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)原料，可以(yi)使生產環境得到改善(shan)，可以(yi)降低運輸費用。由于電熔(rong)時排出氣(qi)體少(shao)，成分也較均勻，對提(ti)高電熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)質量有利。

我國有一些電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以輕(qing)(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制成(cheng)球料入(ru)爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)。輕(qing)(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量(liang)達到98%，以此料能生(sheng)產(chan)出白(bai)色大(da)結晶(jing)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但由于成(cheng)球費用(yong)(yong)(yong)(yong)高，影響生(sheng)產(chan)成(cheng)本。目前(qian)，有的(de)廠家(jia)采用(yong)(yong)(yong)(yong)反射爐(lu)輕(qing)(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以一定的(de)粒(li)度(du)加入(ru)熔(rong)(rong)爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量(liang)比(bi)用(yong)(yong)(yong)(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本又比(bi)用(yong)(yong)(yong)(yong)球料作原料時便宜，因而得(de)到了(le)一定的(de)推(tui)廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)了某些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)特(te)(te)殊(shu)要求，有時(shi)必(bi)須(xu)在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)過程中采(cai)用燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原料(liao)，如(ru)采(cai)用海水鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原料(liao)，一般首(shou)先利用處理海水和(he)石灰乳作(zuo)用生(sheng)產氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)成輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用其(qi)他方(fang)法(fa)也可以制得(de)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工(gong)業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)制取(qu)方(fang)法(fa))，采(cai)用輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原料(liao)生(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(tuo)(AusT)和(he)拉特(te)(te)爾(Ruttere)等(deng)研(yan)究認為(wei)(wei)，極(ji)少量(liang)(liang)的(de)雜質(zhi)氣(qi)體(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)體的(de)雜質(zhi)，可明(ming)顯影響(xiang)晶(jing)(jing)粒的(de)長大。因為(wei)(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)用在(zai)于增加(jia)晶(jing)(jing)界(jie)運(yun)動所需的(de)能(neng)量(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)界(jie)與第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)(jing)體能(neng)量(liang)(liang)降低(di)，其(qi)降低(di)量(liang)(liang)與第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面(mian)(mian)積(ji)成正比，所以必(bi)須(xu)提高(gao)晶(jing)(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)才能(neng)離開第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并且當晶(jing)(jing)界(jie)與第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，與第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面(mian)(mian)積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)(jing)界(jie)必(bi)須(xu)變形，第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈(yu)多(duo)，晶(jing)(jing)粒長大的(de)極(ji)限尺(chi)寸(cun)愈(yu)小。

另一方面為了(le)降低電熔凝氧化鎂的顯氣(qi)(qi)孔率，也應盡量減少原料氧化鎂的氣(qi)(qi)體排出，因此(ci)，采用(yong)燒結鎂砂電熔有(you)其顯著優點。

⑤電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)單晶的化(hua)學原料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是同原(yuan)子(zi)(zi)(zi)和分(fen)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)力(li)學本性如離(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)(de)(de)尺(chi)寸(cun)，離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電位數值，離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)外(wai)層結構等(deng)相(xiang)關聯。而氧化(hua)鎂的(de)(de)(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)、質(zhi)量(liang)和電荷、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)和陰(yin)離(li)子(zi)(zi)(zi)之間(jian)的(de)(de)(de)結合特(te)性和強(qiang)度、離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)極化(hua)作用、結晶構造等(deng)決定(ding)它是一高熔點(dian)化(hua)合物。

氧(yang)化鎂的(de)熔點和結(jie)構(gou)參數：陽離(li)子半徑0.074mm;陰離(li)子半徑0.53mm;結(jie)構(gou)類型NaCl;配位(wei)(wei)數6;有效配位(wei)(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔凝氧化(hua)鎂制造的(de)最重要(yao)過程(cheng)是由各種(zhong)鎂質原料(liao)，通(tong)過各種(zhong)形式的(de)加熱方(fang)法產(chan)(chan)生高溫(wen)使(shi)鎂質材料(liao)(MgO)熔化(hua)，變成(cheng)氧化(hua)鎂熔體。要(yao)使(shi)氧化(hua)鎂熔融(rong)，必須消耗大量的(de)熱能(neng)，以克服離子間的(de)引(yin)力(li)。通(tong)過強大電弧(hu)產(chan)(chan)生高溫(wen)而(er)熔化(hua)氧化(hua)鎂的(de)方(fang)法叫做電弧(hu)熔融(rong)法。這個(ge)融(rong)化(hua)過程(cheng)一般包括熱的(de)傳導、脫水、脫碳、熔化(hua)、析晶、晶體長大等(deng)一系(xi)列物理化(hua)學(xue)變化(hua)的(de)過程(cheng)。

①脫(tuo)水過程。用水鎂石(shi)作原料有一脫(tuo)水過程。水鎂石(shi)的主要成分是氫氧(yang)化(hua)鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)程。用菱(ling)鎂礦(kuang)作為原料時(shi)有一個脫(tuo)碳(tan)過(guo)程，脫(tuo)碳(tan)過(guo)程包括兩(liang)個方(fang)面(mian)。一方(fang)面(mian)是菱(ling)鎂礦(kuang)石的熱分(fen)(fen)解，菱(ling)鎂礦(kuang)石的主要成分(fen)(fen)是碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于(yu)在(zai)(zai)(zai)電(dian)熔過程中(zhong)(zhong)往往在(zai)(zai)(zai)原(yuan)料氧(yang)化鎂中(zhong)(zhong)加入(ru)石(shi)墨粉末添加物(助劑)，在(zai)(zai)(zai)電(dian)熔爐起動(dong)過程中(zhong)(zhong)需在(zai)(zai)(zai)三電(dian)極(石(shi)墨電(dian)極)的下端用(yong)石(shi)墨粉末鋪(pu)成三角形(xing)或(huo)星形(xing)導線(xian)路，在(zai)(zai)(zai)通電(dian)過程中(zhong)(zhong)受熱燒損(sun)或(huo)完全燃燒除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)即氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離子和氧(yang)離子在(zai)強(qiang)電弧產生的(de)(de)熱(re)(re)能作用(yong)下，克服單晶體(ti)中(zhong)的(de)(de)晶格能的(de)(de)束縛，變成能自由運動的(de)(de)過(guo)程(cheng)。也就是說(shuo)，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)到一(yi)定溫(wen)度(熔(rong)(rong)點)就會(hui)由固體(ti)變成液(ye)體(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)。在(zai)這(zhe)一(yi)過(guo)程(cheng)中(zhong)需消(xiao)耗(hao)大量的(de)(de)電能。據電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生產者對(dui)用(yong)水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石作原料生產電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)(re)平衡的(de)(de)衡算(suan)，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)的(de)(de)比例如下：氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶體(ti)生成熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生成熱(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水(shui)(shui)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐(lu)(lu)殼(ke)的(de)(de)水(shui)(shui)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)(lu)子表面(mian)散熱(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶走(zou)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電能損(sun)失值(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數(shu)據可以看出，在(zai)電熔(rong)(rong)