電(dian)(dian)弧(hu)熔爐生(sheng)產電(dian)(dian)熔氧化鎂(mei)的工(gong)藝流程主要包括：原料配料、電(dian)(dian)弧(hu)熔融、破碎(sui)(sui)、選別、粉(fen)碎(sui)(sui)、篩別、磁(ci)選、分類包裝等(deng)。

(1)原料

我國有豐富的優質菱(ling)鎂礦石，氧化鎂含量(liang)高，又易于開(kai)采，因此(ci)，被廣泛用作(zuo)電熔氧化鎂的原料。采用菱(ling)鎂石作(zuo)原料，碳酸(suan)鎂分解產生CO2氣體(ti)(ti)，由于有大量(liang)氣體(ti)(ti)從爐內(nei)排(pai)出影響著電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)結晶帶的(de)形成均有不(bu)利(li)影(ying)響，由于大量塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗和能量消耗增高，也惡化(hua)了車間生產環境(jing)。但由于優質菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石容易獲得，價(jia)格很低廉，所(suo)以，仍是我(wo)國(guo)電熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)用得最多最廣泛的(de)原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱鎂礦。菱鎂礦石(shi)中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂的含(han)量高低和化(hua)學成(cheng)分直(zhi)接(jie)影響到電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂的質量，同時在電熔(rong)過程中(zhong)也直(zhi)接(jie)影響到電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂得到的品級(ji)比例，因此，為了保證(zheng)電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂的質量和品級(ji)比例，必須對各種礦石(shi)進(jin)行(xing)適當的配比后(hou)進(jin)行(xing)熔(rong)煉。

②水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)。我國的(de)遼寧(ning)省水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)的(de)礦(kuang)源(yuan)非常豐富，水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)中氧(yang)化鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)。它也是一種制造電熔凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的(de)原料(liao)，部分地區水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)的(de)化學成分見表2。

表(biao)2水鎂石(shi)的(de)化學成分/%

③輕(qing)燒氧化(hua)鎂(mei)。以(yi)(yi)輕(qing)燒氧化(hua)鎂(mei)作為(wei)電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)原料，可以(yi)(yi)使生(sheng)產環境得到(dao)改(gai)善(shan)，可以(yi)(yi)降低運(yun)輸(shu)費用。由于電熔(rong)時排出氣體少(shao)，成分也較均勻，對提高電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)質量有利。

我國(guo)有一些(xie)電(dian)(dian)熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以(yi)輕(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制成(cheng)球(qiu)料入爐(lu)電(dian)(dian)熔。輕(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量(liang)達到98%，以(yi)此料能生產出白色大結晶電(dian)(dian)熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但由于(yu)成(cheng)球(qiu)費用高，影響生產成(cheng)本。目前，有的(de)廠家采(cai)用反射爐(lu)輕(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以(yi)一定的(de)粒度加入熔爐(lu)電(dian)(dian)熔，電(dian)(dian)熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質(zhi)量(liang)比用菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本又比用球(qiu)料作原(yuan)料時便宜，因而得到了一定的(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)砂。為(wei)了某些電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)特(te)殊要求(qiu)，有時(shi)必(bi)須(xu)在電(dian)(dian)熔過程中采(cai)用(yong)(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔原料，如(ru)采(cai)用(yong)(yong)(yong)海水(shui)(shui)鎂(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔原料，一(yi)般首先利用(yong)(yong)(yong)處理(li)海水(shui)(shui)和石灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)生(sheng)產(chan)氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)，將(jiang)氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)煅燒(shao)成輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)(yong)其他方法也可(ke)以制得(de)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)制取方法)，采(cai)用(yong)(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)原料生(sheng)產(chan)電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)爾(er)(Ruttere)等研究(jiu)認為(wei)，極(ji)(ji)少量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)雜質氣(qi)體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)(de)雜質，可(ke)明顯影響晶(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)(de)長大。因為(wei)雜質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)在于增(zeng)加(jia)晶(jing)(jing)界運動所需的(de)(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)界與(yu)(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)體(ti)能(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)降低，其降低量(liang)(liang)(liang)與(yu)(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積(ji)成正比，所以必(bi)須(xu)提高晶(jing)(jing)界能(neng)(neng)，晶(jing)(jing)界才(cai)能(neng)(neng)離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)(jing)界與(yu)(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)界必(bi)須(xu)變形(xing)，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)(liang)(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)粒(li)長大的(de)(de)(de)極(ji)(ji)限尺寸(cun)愈(yu)小。

另一方面為了降低(di)電熔(rong)凝氧化鎂(mei)的顯氣孔率，也應盡(jin)量(liang)減少原料氧化鎂(mei)的氣體排出(chu)，因此，采用(yong)燒結鎂(mei)砂電熔(rong)有(you)其顯著優點。

⑤電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂單晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是同原子(zi)和分子(zi)的(de)(de)量子(zi)力學本(ben)性如離(li)子(zi)半徑的(de)(de)尺寸，離(li)子(zi)的(de)(de)電位數值，離(li)子(zi)的(de)(de)電子(zi)外層結(jie)構等相關聯。而(er)氧化(hua)鎂的(de)(de)離(li)子(zi)尺寸、質(zhi)量和電荷(he)、陽離(li)子(zi)和陰離(li)子(zi)之間的(de)(de)結(jie)合特性和強(qiang)度、離(li)子(zi)的(de)(de)極化(hua)作(zuo)用、結(jie)晶構造等決定它是一高熔點化(hua)合物(wu)。

氧化(hua)鎂的熔(rong)點和結構參數(shu)(shu)：陽離(li)子半徑(jing)0.074mm;陰離(li)子半徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配位數(shu)(shu)6;有效配位數(shu)(shu)8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)制造(zao)的(de)最重(zhong)要(yao)(yao)過(guo)程是由(you)各(ge)種(zhong)鎂(mei)質原料，通過(guo)各(ge)種(zhong)形(xing)式(shi)的(de)加熱方法(fa)產生高溫使鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)化(hua)，變(bian)成氧化(hua)鎂(mei)熔(rong)體(ti)。要(yao)(yao)使氧化(hua)鎂(mei)熔(rong)融(rong)，必須消耗大(da)量的(de)熱能，以克服離子間的(de)引力(li)。通過(guo)強(qiang)大(da)電(dian)弧產生高溫而熔(rong)化(hua)氧化(hua)鎂(mei)的(de)方法(fa)叫做(zuo)電(dian)弧熔(rong)融(rong)法(fa)。這個融(rong)化(hua)過(guo)程一般包括熱的(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)、析(xi)晶(jing)、晶(jing)體(ti)長(chang)大(da)等一系列物理化(hua)學變(bian)化(hua)的(de)過(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)過程(cheng)(cheng)。用水(shui)鎂石作原料有一脫(tuo)水(shui)過程(cheng)(cheng)。水(shui)鎂石的(de)主(zhu)要成分是(shi)氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)水(shui)過程(cheng)(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)。用菱鎂礦作(zuo)為原料時有一(yi)個(ge)脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)包括(kuo)兩個(ge)方(fang)(fang)面。一(yi)方(fang)(fang)面是菱鎂礦石(shi)的熱分解，菱鎂礦石(shi)的主要成分是碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電(dian)熔過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)往往在(zai)原料氧化鎂中(zhong)(zhong)(zhong)加(jia)入石(shi)墨(mo)粉(fen)(fen)末(mo)添加(jia)物(助劑(ji))，在(zai)電(dian)熔爐起動過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)需在(zai)三(san)電(dian)極(石(shi)墨(mo)電(dian)極)的下端用石(shi)墨(mo)粉(fen)(fen)末(mo)鋪成三(san)角形或(huo)星形導(dao)線(xian)路，在(zai)通電(dian)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)受熱燒損或(huo)完全燃(ran)燒除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過程(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過程(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離子和氧(yang)(yang)離子在(zai)(zai)強(qiang)電弧產生(sheng)的熱(re)(re)能(neng)作用下(xia)，克服單晶體(ti)中的晶格能(neng)的束(shu)縛，變(bian)成(cheng)能(neng)自由(you)運(yun)動的過程(cheng)。也就是(shi)說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加(jia)熱(re)(re)到一(yi)(yi)定溫度(熔(rong)點)就會由(you)固體(ti)變(bian)成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)。在(zai)(zai)這(zhe)一(yi)(yi)過程(cheng)中需消耗(hao)(hao)(hao)大量的電能(neng)。據電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)產者(zhe)對用水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)作原料生(sheng)產電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的熱(re)(re)平衡的衡算，熱(re)(re)消耗(hao)(hao)(hao)的比例如(ru)下(xia)：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶體(ti)生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)消耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子表(biao)面(mian)散(san)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電能(neng)損(sun)失值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些(xie)統計(ji)數據可(ke)以看出，在(zai)(zai)電熔(rong)