電弧熔(rong)爐(lu)生產電熔(rong)氧化鎂的工藝(yi)流程主要包括：原料(liao)(liao)配料(liao)(liao)、電弧熔(rong)融、破碎、選別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁(ci)選、分(fen)類包裝等。

(1)原料

我國有豐(feng)富的優質菱鎂礦石(shi)，氧化鎂含量(liang)高，又易于開采(cai)，因此，被(bei)廣泛用(yong)作(zuo)電熔氧化鎂的原料。采(cai)用(yong)菱鎂石(shi)作(zuo)原料，碳酸鎂分解產生CO2氣(qi)體，由于有大量(liang)氣(qi)體從爐內(nei)排(pai)出影響著電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)結晶帶的(de)(de)形成均有不利影響，由于(yu)大量(liang)塵料(liao)飛損(sun)，使物料(liao)損(sun)耗(hao)和能量(liang)消耗(hao)增高，也惡化(hua)了(le)車間生產環境。但由于(yu)優(you)質菱鎂(mei)礦石容(rong)易獲得(de)，價格很(hen)低廉，所(suo)以，仍是我國電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)用得(de)最多(duo)最廣泛的(de)(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)(ling)鎂(mei)礦。菱(ling)(ling)鎂(mei)礦石中(zhong)氧化(hua)鎂(mei)的(de)含(han)量(liang)高低和(he)化(hua)學(xue)成分直(zhi)接影(ying)響(xiang)到電熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)，同時(shi)在(zai)電熔(rong)(rong)過(guo)程中(zhong)也直(zhi)接影(ying)響(xiang)到電熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)得到的(de)品級(ji)比(bi)例(li)，因此，為了保證電熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)和(he)品級(ji)比(bi)例(li)，必須(xu)對各種礦石進行(xing)適當的(de)配比(bi)后進行(xing)熔(rong)(rong)煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)石。我(wo)國(guo)的(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)石的(de)礦源(yuan)非常(chang)豐富(fu)，水(shui)鎂(mei)石中(zhong)氧化(hua)鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦石。它(ta)也是一(yi)種制(zhi)造電熔凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)原料，部分(fen)地(di)區水(shui)鎂(mei)石的(de)化(hua)學成分(fen)見表(biao)2。

表2水鎂(mei)石的化學成(cheng)分(fen)/%

③輕(qing)燒氧(yang)化鎂。以輕(qing)燒氧(yang)化鎂作為電熔氧(yang)化鎂原料，可以使生產環境得到(dao)改(gai)善，可以降低(di)運輸費(fei)用。由于電熔時排出氣(qi)體少，成分也較均勻，對提(ti)高(gao)電熔氧(yang)化鎂質量有利。

我國有(you)(you)一(yi)些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)以輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)制成(cheng)球料(liao)(liao)入爐電(dian)熔(rong)。輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)含量達(da)到98%，以此料(liao)(liao)能生(sheng)產出白色大結晶電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)球費用高，影響(xiang)生(sheng)產成(cheng)本(ben)。目(mu)前，有(you)(you)的(de)廠(chang)家采(cai)用反射爐輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，以一(yi)定的(de)粒度加入熔(rong)爐電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質量比用菱(ling)鎂(mei)礦石好(hao)，成(cheng)本(ben)又比用球料(liao)(liao)作原料(liao)(liao)時便宜，因而得到了一(yi)定的(de)推廣。

④燒(shao)結(jie)鎂砂(sha)。為了某些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂的(de)特殊要求，有時(shi)必須在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)過程中采(cai)用(yong)燒(shao)結(jie)鎂砂(sha)作為電(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料，如采(cai)用(yong)海水(shui)鎂砂(sha)作為電(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料，一般首(shou)先利用(yong)處理海水(shui)和石灰乳作用(yong)生產氫氧化(hua)鎂，將氫氧化(hua)鎂煅(duan)燒(shao)成輕(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂。用(yong)其他方法(fa)也可以(yi)制得輕(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂(詳(xiang)見工業氧化(hua)鎂的(de)制取方法(fa))，采(cai)用(yong)輕(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂作為原(yuan)料生產電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂。奧(ao)絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究認為，極(ji)(ji)少量(liang)的(de)雜質(zhi)氣(qi)體(ti)(相(xiang))也屬(shu)于晶(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)雜質(zhi)，可明(ming)顯(xian)影響晶(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)長(chang)大。因為雜質(zhi)相(xiang)的(de)作用(yong)在(zai)于增加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)運(yun)動(dong)所需的(de)能量(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與第(di)(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)體(ti)能量(liang)降低(di)，其降低(di)量(liang)與第(di)(di)二(er)相(xiang)橫截(jie)面(mian)積(ji)(ji)成正比，所以(yi)必須提高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)能，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)才能離開第(di)(di)二(er)相(xiang)繼續運(yun)動(dong)。并且當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與第(di)(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，與第(di)(di)二(er)相(xiang)橫截(jie)面(mian)積(ji)(ji)相(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)必須變形，第(di)(di)二(er)相(xiang)數(shu)量(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)長(chang)大的(de)極(ji)(ji)限尺寸愈小。

另一方面為了降低電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)顯(xian)氣孔率，也應盡量減(jian)少原料氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)氣體排(pai)出，因此，采用燒(shao)結鎂(mei)砂電熔(rong)有其顯(xian)著優點(dian)。

⑤電(dian)熔(rong)氧化鎂單晶的化學(xue)原料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特(te)性是同原子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)力學本(ben)性如離(li)(li)子(zi)(zi)半(ban)徑(jing)的(de)尺寸(cun)(cun)，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電(dian)位(wei)數值，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電(dian)子(zi)(zi)外層結(jie)構(gou)(gou)等相關聯。而(er)氧化(hua)鎂的(de)離(li)(li)子(zi)(zi)尺寸(cun)(cun)、質量和電(dian)荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)和陰離(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)結(jie)合特(te)性和強度、離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)極化(hua)作(zuo)用、結(jie)晶構(gou)(gou)造等決定它是一高(gao)熔點(dian)化(hua)合物(wu)。

氧化鎂的(de)熔點(dian)和(he)結(jie)構(gou)參數(shu)(shu)：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結(jie)構(gou)類型(xing)NaCl;配(pei)位數(shu)(shu)6;有效配(pei)位數(shu)(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制造的最重要過程是由各(ge)種鎂(mei)(mei)(mei)質原料，通過各(ge)種形式的加(jia)熱(re)方法(fa)產生高溫使(shi)鎂(mei)(mei)(mei)質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)體。要使(shi)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)融，必須消耗大(da)量的熱(re)能(neng)，以克服離子間的引力。通過強大(da)電弧產生高溫而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的方法(fa)叫做(zuo)電弧熔(rong)融法(fa)。這(zhe)個融化(hua)(hua)(hua)過程一般(ban)包括熱(re)的傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體長(chang)大(da)等一系列物理化(hua)(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)(hua)的過程。

①脫水(shui)過(guo)程。用(yong)水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)作原(yuan)料有一(yi)脫水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的主要成分是(shi)氫氧化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)(cheng)。用菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)作為原料時有一個脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)(cheng)包括兩個方面(mian)。一方面(mian)是菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)的熱(re)分(fen)解，菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)的主要成(cheng)分(fen)是碳(tan)酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在電熔(rong)過程中往(wang)往(wang)在原料氧化鎂中加入石(shi)(shi)(shi)墨(mo)粉末(mo)(mo)添加物(助(zhu)劑)，在電熔(rong)爐起動過程中需(xu)在三(san)電極(石(shi)(shi)(shi)墨(mo)電極)的下(xia)端用石(shi)(shi)(shi)墨(mo)粉末(mo)(mo)鋪成三(san)角形(xing)(xing)或(huo)星形(xing)(xing)導線路(lu)，在通電過程中受熱(re)燒損或(huo)完全燃燒除(chu)去石(shi)(shi)(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化過(guo)(guo)程(cheng)。熔(rong)化過(guo)(guo)程(cheng)即(ji)氧(yang)化鎂(mei)中鎂(mei)離子(zi)和(he)氧(yang)離子(zi)在強(qiang)電(dian)弧(hu)產生的熱(re)(re)能(neng)作(zuo)用下(xia)，克服單晶(jing)(jing)體中的晶(jing)(jing)格能(neng)的束縛，變(bian)成(cheng)能(neng)自由運動的過(guo)(guo)程(cheng)。也就(jiu)是說，氧(yang)化鎂(mei)加熱(re)(re)到一定溫度(熔(rong)點)就(jiu)會由固體變(bian)成(cheng)液體，叫熔(rong)化。在這(zhe)一過(guo)(guo)程(cheng)中需消耗大量的電(dian)能(neng)。據電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)生產者對(dui)用水鎂(mei)石作(zuo)原料生產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)的熱(re)(re)平衡(heng)的衡(heng)算，熱(re)(re)消耗的比例如下(xia)：氧(yang)化鎂(mei)晶(jing)(jing)體生成(cheng)熱(re)(re)消耗值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮消耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生成(cheng)熱(re)(re)耗值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的水耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散(san)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶(dai)走熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這(zhe)些統計數據可以(yi)看出，在電(dian)熔(rong)