電弧熔爐生產(chan)電熔氧化鎂的工藝流程主要包括：原(yuan)料配料、電弧熔融、破碎(sui)、選別(bie)、粉(fen)碎(sui)、篩別(bie)、磁(ci)選、分類包裝等。

(1)原料

我國(guo)有豐富的優質(zhi)菱鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量高，又易于(yu)開(kai)采(cai)，因此(ci)，被(bei)廣泛用作電熔(rong)氧化鎂(mei)的原料。采(cai)用菱鎂(mei)石作原料，碳酸鎂(mei)分解(jie)產(chan)生CO2氣體，由于(yu)有大量氣體從爐內排出影響(xiang)著電熔(rong)過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧化(hua)鎂的(de)結(jie)晶帶的(de)形成均有不利影響，由于(yu)大量塵(chen)料飛損(sun)，使物(wu)料損(sun)耗(hao)和能量消耗(hao)增高，也惡化(hua)了車(che)間生產環境。但(dan)由于(yu)優質菱鎂礦石(shi)容易獲(huo)得(de)，價(jia)格很低廉，所以，仍是我(wo)國電(dian)熔氧化(hua)鎂用得(de)最多最廣(guang)泛的(de)原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)中氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)含(han)量高低和(he)化(hua)學成分(fen)直接(jie)(jie)影(ying)響到電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)質(zhi)量，同(tong)時(shi)在電熔(rong)過程(cheng)中也直接(jie)(jie)影(ying)響到電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)得到的(de)(de)品級(ji)比(bi)例(li)，因此(ci)，為了保證電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)質(zhi)量和(he)品級(ji)比(bi)例(li)，必須對(dui)各種礦石(shi)進行(xing)適當(dang)的(de)(de)配比(bi)后進行(xing)熔(rong)煉。

②水鎂(mei)石(shi)。我(wo)國的(de)遼寧省水鎂(mei)石(shi)的(de)礦源(yuan)非常(chang)豐(feng)富，水鎂(mei)石(shi)中氧化鎂(mei)含量(liang)高于菱鎂(mei)礦石(shi)。它也是一(yi)種制造電熔凝(ning)氧化鎂(mei)的(de)原(yuan)料，部分地區水鎂(mei)石(shi)的(de)化學成分見表2。

表2水(shui)鎂(mei)石(shi)的化學(xue)成分/%

③輕燒氧(yang)化鎂(mei)。以輕燒氧(yang)化鎂(mei)作為(wei)電熔氧(yang)化鎂(mei)原料，可(ke)以使生產環境得到改善，可(ke)以降低運(yun)輸費用。由于電熔時排(pai)出氣體少，成(cheng)分也較均勻(yun)，對提高電熔氧(yang)化鎂(mei)質量有利(li)。

我國(guo)有一些電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制成(cheng)球(qiu)(qiu)料(liao)入爐電(dian)熔(rong)(rong)。輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含(han)量達(da)到98%，以此料(liao)能生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)出白色大結晶電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于(yu)成(cheng)球(qiu)(qiu)費(fei)用高，影響(xiang)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)成(cheng)本(ben)。目前，有的(de)(de)(de)廠家采用反(fan)射(she)爐輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以一定的(de)(de)(de)粒度加(jia)入熔(rong)(rong)爐電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)質量比用菱鎂(mei)礦石好，成(cheng)本(ben)又比用球(qiu)(qiu)料(liao)作原料(liao)時便(bian)宜(yi)，因而得到了(le)一定的(de)(de)(de)推廣。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了某些(xie)電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特殊要(yao)求，有時必(bi)須在(zai)電熔(rong)過程中(zhong)采用(yong)燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)(wei)電熔(rong)原(yuan)料，如采用(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)(wei)電熔(rong)原(yuan)料，一(yi)般(ban)首先利用(yong)處理海水(shui)和石灰乳作用(yong)生(sheng)產氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)，將(jiang)氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)其(qi)(qi)他方法也可以制得輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(詳(xiang)見工業(ye)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制取方法)，采用(yong)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)作為(wei)(wei)原(yuan)料生(sheng)產電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)，極(ji)少量(liang)的(de)(de)雜(za)質(zhi)氣體(ti)(ti)(相(xiang))也屬(shu)于晶(jing)體(ti)(ti)的(de)(de)雜(za)質(zhi)，可明(ming)顯影響晶(jing)粒(li)的(de)(de)長大。因為(wei)(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)的(de)(de)作用(yong)在(zai)于增加晶(jing)界(jie)(jie)運(yun)(yun)動(dong)所需(xu)的(de)(de)能(neng)量(liang)。當(dang)(dang)晶(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇時，晶(jing)體(ti)(ti)能(neng)量(liang)降(jiang)低，其(qi)(qi)降(jiang)低量(liang)與(yu)第(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)橫(heng)(heng)截面(mian)積成正比(bi)，所以必(bi)須提高晶(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)(jie)才能(neng)離(li)開第(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)繼續運(yun)(yun)動(dong)。并且當(dang)(dang)晶(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇時，與(yu)第(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)橫(heng)(heng)截面(mian)積相(xiang)等的(de)(de)晶(jing)界(jie)(jie)必(bi)須變(bian)形，第(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)粒(li)長大的(de)(de)極(ji)限尺寸愈小。

另一方面為了降低(di)電熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)顯氣(qi)孔率，也應盡量減少原(yuan)料氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氣(qi)體排出，因此，采用燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂電熔有其顯著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學(xue)原料(liao)質(zhi)量要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性是同原子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)(zi)力學(xue)本(ben)性如離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺寸(cun)，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電位數值，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)外層結構(gou)等(deng)相關聯。而氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸(cun)、質量和(he)電荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)之(zhi)間的(de)(de)結合(he)特性和(he)強度、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極(ji)化(hua)作用(yong)、結晶構(gou)造(zao)等(deng)決(jue)定它是一高(gao)熔(rong)點化(hua)合(he)物。

氧(yang)化鎂(mei)的熔點(dian)和(he)結構參數(shu)(shu)：陽離(li)(li)子(zi)半(ban)(ban)徑0.074mm;陰離(li)(li)子(zi)半(ban)(ban)徑0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)(pei)位數(shu)(shu)6;有效配(pei)(pei)位數(shu)(shu)8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)制造(zao)的(de)(de)最重要過(guo)程是由各(ge)種(zhong)鎂(mei)(mei)質原料(liao)，通(tong)過(guo)各(ge)種(zhong)形(xing)式的(de)(de)加熱(re)(re)方法(fa)產生(sheng)高溫使鎂(mei)(mei)質材(cai)料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)，變(bian)成氧化(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)體。要使氧化(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)融(rong)(rong)，必須消耗大(da)量的(de)(de)熱(re)(re)能，以克服離子間的(de)(de)引(yin)力。通(tong)過(guo)強大(da)電弧產生(sheng)高溫而熔(rong)化(hua)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)方法(fa)叫做電弧熔(rong)融(rong)(rong)法(fa)。這個融(rong)(rong)化(hua)過(guo)程一般包括熱(re)(re)的(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)、析(xi)晶、晶體長大(da)等一系(xi)列物理化(hua)學變(bian)化(hua)的(de)(de)過(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)過程(cheng)。用水(shui)鎂石作原料有一脫(tuo)水(shui)過程(cheng)。水(shui)鎂石的(de)主要(yao)成分是氫氧化(hua)鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)程。用菱(ling)鎂(mei)礦作為(wei)原料(liao)時有一個(ge)(ge)脫碳過(guo)程，脫碳過(guo)程包括兩個(ge)(ge)方(fang)(fang)面(mian)。一方(fang)(fang)面(mian)是菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)的(de)(de)熱(re)分解，菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)的(de)(de)主要成分是碳酸(suan)鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在電(dian)熔過程中(zhong)(zhong)往往在原料(liao)氧化鎂中(zhong)(zhong)加(jia)入石(shi)墨粉(fen)末(mo)添加(jia)物(wu)(助劑)，在電(dian)熔爐(lu)起動過程中(zhong)(zhong)需在三(san)電(dian)極(石(shi)墨電(dian)極)的下端(duan)用石(shi)墨粉(fen)末(mo)鋪成三(san)角(jiao)形(xing)或(huo)星形(xing)導線路(lu)，在通電(dian)過程中(zhong)(zhong)受熱燒(shao)損(sun)或(huo)完全(quan)燃(ran)燒(shao)除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。熔化(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)即(ji)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離子(zi)和氧(yang)離子(zi)在強電(dian)弧產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)作(zuo)(zuo)用(yong)下(xia)，克服單晶體(ti)中的(de)(de)(de)(de)晶格(ge)能(neng)的(de)(de)(de)(de)束(shu)縛，變(bian)成(cheng)能(neng)自由(you)(you)運動的(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。也就(jiu)是說，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)(re)到一定溫度(熔點)就(jiu)會由(you)(you)固(gu)體(ti)變(bian)成(cheng)液體(ti)，叫熔化(hua)(hua)。在這(zhe)一過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中需消耗(hao)(hao)大量(liang)的(de)(de)(de)(de)電(dian)能(neng)。據電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)產者對(dui)用(yong)水鎂(mei)(mei)石作(zuo)(zuo)原料(liao)生(sheng)產電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)平(ping)衡的(de)(de)(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)比(bi)例如(ru)下(xia)：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶體(ti)生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂(sha)生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐(lu)殼的(de)(de)(de)(de)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表面散熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這(zhe)些統計數(shu)據可以看出，在電(dian)熔