電(dian)弧(hu)熔爐生產電(dian)熔氧(yang)化鎂的工(gong)藝流程(cheng)主(zhu)要包(bao)括：原料配料、電(dian)弧(hu)熔融(rong)、破碎、選(xuan)別、粉碎、篩(shai)別、磁選(xuan)、分類包(bao)裝等(deng)。

(1)原料

我(wo)國有豐富(fu)的(de)(de)優質菱鎂(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)含(han)量高，又易于開采，因此，被廣泛用(yong)作(zuo)(zuo)電熔氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)原料(liao)。采用(yong)菱鎂(mei)石作(zuo)(zuo)原料(liao)，碳酸(suan)鎂(mei)分(fen)解產(chan)生CO2氣體(ti)，由于有大(da)量氣體(ti)從爐內排出影響著(zhu)電熔過(guo)程的(de)(de)進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔氧(yang)化鎂的(de)結晶帶的(de)形(xing)成(cheng)均(jun)有不利(li)影響，由(you)于(yu)大量(liang)塵(chen)料(liao)(liao)飛損，使物料(liao)(liao)損耗和能(neng)量(liang)消耗增高，也惡化了車間(jian)生產環境。但(dan)由(you)于(yu)優質(zhi)菱鎂礦石容易(yi)獲(huo)得，價(jia)格很(hen)低廉，所以，仍是我國電熔氧(yang)化鎂用(yong)得最(zui)(zui)多最(zui)(zui)廣(guang)泛(fan)的(de)原料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的含量高低和化(hua)學成(cheng)分直接(jie)影(ying)響到電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的質量，同時在電(dian)(dian)熔過程中(zhong)也直接(jie)影(ying)響到電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)得到的品級比(bi)例(li)，因此(ci)，為了保(bao)證電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的質量和品級比(bi)例(li)，必(bi)須對各種礦石進(jin)行適當的配比(bi)后進(jin)行熔煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)。我國的遼寧省(sheng)水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的礦源非(fei)常豐富(fu)，水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)中氧(yang)化鎂(mei)(mei)含(han)量高于菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)。它也是一種(zhong)制(zhi)造電熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的原料，部分地區水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的化學(xue)成分見表(biao)2。

表2水鎂石的化學成(cheng)分/%

③輕(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂。以(yi)輕(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂作為(wei)電熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂原料，可以(yi)使生產環(huan)境得到改善，可以(yi)降低運輸費(fei)用(yong)。由于電熔(rong)時排(pai)出氣體少，成分也較均勻，對提高電熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂質量有利。

我國有(you)一(yi)些(xie)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)以輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)制成球料(liao)入爐(lu)電(dian)熔(rong)。輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)含量達到98%，以此料(liao)能生產出(chu)白色大結晶電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。但(dan)由于成球費用高(gao)，影響生產成本(ben)。目前，有(you)的廠家采用反射爐(lu)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，以一(yi)定的粒度加(jia)入熔(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的質量比用菱(ling)鎂(mei)礦石好，成本(ben)又比用球料(liao)作原料(liao)時便宜，因而得到了(le)一(yi)定的推廣。

④燒(shao)結鎂砂。為了(le)某些電熔(rong)凝氧化(hua)鎂的(de)(de)(de)特殊要求，有時必須在電熔(rong)過程中采用(yong)(yong)燒(shao)結鎂砂作為電熔(rong)原(yuan)料，如采用(yong)(yong)海水鎂砂作為電熔(rong)原(yuan)料，一般(ban)首(shou)先(xian)利用(yong)(yong)處理海水和石灰乳作用(yong)(yong)生(sheng)產氫氧化(hua)鎂，將氫氧化(hua)鎂煅(duan)燒(shao)成輕燒(shao)氧化(hua)鎂。用(yong)(yong)其他方法也可(ke)以制得輕燒(shao)氧化(hua)鎂(詳見工業(ye)氧化(hua)鎂的(de)(de)(de)制取方法)，采用(yong)(yong)輕燒(shao)氧化(hua)鎂作為原(yuan)料生(sheng)產電熔(rong)凝氧化(hua)鎂。奧(ao)絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研(yan)究認為，極少量(liang)的(de)(de)(de)雜質氣體(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)體的(de)(de)(de)雜質，可(ke)明顯影響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)長(chang)(chang)大。因(yin)為雜質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作用(yong)(yong)在于增加(jia)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)運動(dong)所(suo)需的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)。當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)(jing)體能(neng)量(liang)降低，其降低量(liang)與(yu)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積成正比，所(suo)以必須提(ti)高晶(jing)(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)才(cai)能(neng)離開(kai)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動(dong)。并(bing)且當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，與(yu)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)必須變形，第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)粒長(chang)(chang)大的(de)(de)(de)極限(xian)尺寸愈(yu)小(xiao)。

另一方面為了降低(di)電熔凝氧化鎂(mei)的顯氣孔率，也應盡量減少(shao)原料(liao)氧化鎂(mei)的氣體排出，因此，采用燒結鎂(mei)砂電熔有其顯著(zhu)優點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶的化(hua)學原(yuan)料質量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些(xie)特性是同原子(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)力(li)學本性如離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)半(ban)徑的(de)(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電位(wei)數值(zhi)，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)外層結(jie)構等相關聯。而氧化(hua)鎂的(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)尺寸、質(zhi)量和(he)電荷(he)、陽離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)結(jie)合特性和(he)強度、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極化(hua)作用、結(jie)晶構造等決定它是一高熔點化(hua)合物(wu)。

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

電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)最重要(yao)過(guo)程是(shi)由各(ge)種鎂(mei)質(zhi)原料，通過(guo)各(ge)種形式的(de)加(jia)熱方法(fa)(fa)產(chan)生高溫使(shi)鎂(mei)質(zhi)材(cai)料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)體。要(yao)使(shi)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)融，必須消耗大量的(de)熱能(neng)，以(yi)克服離子間的(de)引力。通過(guo)強大電(dian)(dian)弧產(chan)生高溫而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)方法(fa)(fa)叫做電(dian)(dian)弧熔(rong)融法(fa)(fa)。這個融化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程一般包括熱的(de)傳導、脫水(shui)、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大等一系列物(wu)理(li)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)過(guo)程。

①脫(tuo)水過程。用水鎂(mei)石(shi)作原(yuan)料有一脫(tuo)水過程。水鎂(mei)石(shi)的(de)主要成分是(shi)氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水過程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程。用菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)作為原料時有一(yi)(yi)個脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程，脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程包括兩個方面。一(yi)(yi)方面是菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石的(de)熱分解，菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石的(de)主(zhu)要成分是碳(tan)(tan)酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方(fang)面，由于(yu)在電熔(rong)過(guo)程中往(wang)(wang)往(wang)(wang)在原料(liao)氧化鎂中加(jia)入(ru)石墨(mo)粉(fen)末添加(jia)物(助劑(ji))，在電熔(rong)爐起動過(guo)程中需在三(san)電極(石墨(mo)電極)的下(xia)端用(yong)石墨(mo)粉(fen)末鋪成三(san)角形(xing)或星形(xing)導線路，在通電過(guo)程中受(shou)熱燒(shao)損或完(wan)全燃燒(shao)除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)。熔(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)即(ji)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)(mei)離子(zi)(zi)和氧(yang)離子(zi)(zi)在強電弧產生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)(re)能(neng)(neng)作(zuo)用(yong)下(xia)，克服單(dan)晶體(ti)中的(de)(de)晶格能(neng)(neng)的(de)(de)束縛(fu)，變成能(neng)(neng)自由(you)運動的(de)(de)過(guo)程(cheng)。也(ye)就(jiu)(jiu)是說(shuo)，氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)加(jia)熱(re)(re)(re)到一(yi)定溫(wen)度(du)(熔(rong)點)就(jiu)(jiu)會由(you)固體(ti)變成液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)。在這一(yi)過(guo)程(cheng)中需(xu)消(xiao)耗大量的(de)(de)電能(neng)(neng)。據電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)生(sheng)(sheng)(sheng)產者對用(yong)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石作(zuo)原料生(sheng)(sheng)(sheng)產電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)(de)衡算(suan)，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗的(de)(de)比例如(ru)下(xia)：氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)晶體(ti)生(sheng)(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)消(xiao)耗值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)耗值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水(shui)耗熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼(ke)的(de)(de)水(shui)耗熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)(zi)表面散熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶(dai)走熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電能(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統(tong)計數據可(ke)以(yi)看出，在電熔(rong)