電弧熔(rong)爐生(sheng)產(chan)電熔(rong)氧化鎂的工藝流程(cheng)主要包(bao)括：原料配料、電弧熔(rong)融、破碎(sui)、選(xuan)別、粉碎(sui)、篩別、磁選(xuan)、分類包(bao)裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有(you)豐富(fu)的優質菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)，氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量高，又易(yi)于(yu)開采(cai)，因此，被廣泛用作(zuo)電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的原(yuan)料。采(cai)用菱(ling)鎂(mei)(mei)石(shi)作(zuo)原(yuan)料，碳酸鎂(mei)(mei)分解產(chan)生CO2氣體，由于(yu)有(you)大量氣體從(cong)爐內排出影(ying)響著電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化鎂(mei)的結晶帶(dai)的形成(cheng)均(jun)有不利影響，由于大量塵(chen)料(liao)飛損，使物(wu)料(liao)損耗(hao)和能(neng)量消耗(hao)增高，也惡化了車間生產環(huan)境。但由于優質菱鎂(mei)礦石(shi)容(rong)易獲得，價格(ge)很低廉，所以，仍(reng)是我國電熔(rong)氧化鎂(mei)用得最多最廣泛(fan)的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦石中(zhong)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)含(han)量高低和化(hua)(hua)(hua)學(xue)成(cheng)分直接影(ying)響到電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)質量，同時在電(dian)熔過程中(zhong)也直接影(ying)響到電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)得到的(de)(de)(de)品級比例，因此(ci)，為了保證電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)質量和品級比例，必須對各種礦石進(jin)行適當的(de)(de)(de)配比后(hou)進(jin)行熔煉。

②水鎂(mei)石(shi)。我國的遼(liao)寧省水鎂(mei)石(shi)的礦(kuang)源非常豐富，水鎂(mei)石(shi)中氧化(hua)鎂(mei)含(han)量高于菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)。它也是一種(zhong)制(zhi)造電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)的原(yuan)料，部分地(di)區水鎂(mei)石(shi)的化(hua)學成分見表2。

表2水(shui)鎂石的化學成分/%

③輕燒氧化(hua)鎂(mei)。以輕燒氧化(hua)鎂(mei)作(zuo)為(wei)電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)原料，可以使生產環境得到改善，可以降低運輸(shu)費用(yong)。由(you)于電熔(rong)時(shi)排出氣體少，成分也較均勻，對(dui)提高電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)質量有(you)利。

我國有一(yi)(yi)些電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)以(yi)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)制成(cheng)(cheng)球料(liao)入爐電(dian)(dian)熔(rong)。輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)含量達到(dao)98%，以(yi)此料(liao)能(neng)生(sheng)產出(chu)白色(se)大結晶電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。但由于成(cheng)(cheng)球費用(yong)(yong)高，影響(xiang)生(sheng)產成(cheng)(cheng)本。目前，有的(de)廠家采用(yong)(yong)反射(she)爐輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，以(yi)一(yi)(yi)定的(de)粒度加入熔(rong)爐電(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)質量比用(yong)(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦石好，成(cheng)(cheng)本又比用(yong)(yong)球料(liao)作(zuo)原(yuan)料(liao)時(shi)便(bian)宜，因而得到(dao)了一(yi)(yi)定的(de)推(tui)廣。

④燒(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂。為(wei)了(le)某(mou)些電(dian)熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)特(te)殊要求，有時必須(xu)在電(dian)熔過程中采用燒(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂作為(wei)電(dian)熔原料(liao)(liao)，如采用海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)砂作為(wei)電(dian)熔原料(liao)(liao)，一般首(shou)先(xian)利用處理海(hai)水(shui)和石灰乳作用生產(chan)氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)(shao)(shao)成(cheng)輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用其他方法也(ye)(ye)可(ke)以制得(de)輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)制取方法)，采用輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作為(wei)原料(liao)(liao)生產(chan)電(dian)熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極少量(liang)的(de)(de)(de)(de)雜(za)質氣體(相(xiang)(xiang))也(ye)(ye)屬于晶(jing)(jing)(jing)體的(de)(de)(de)(de)雜(za)質，可(ke)明顯影(ying)響(xiang)晶(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)(de)(de)長(chang)大(da)。因(yin)為(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)作用在于增加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)運(yun)動(dong)所(suo)需的(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)(yu)(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)體能(neng)量(liang)降低，其降低量(liang)與(yu)(yu)(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積成(cheng)正比，所(suo)以必須(xu)提高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)才能(neng)離開第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)繼續運(yun)動(dong)。并(bing)且當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)(yu)(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與(yu)(yu)(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積相(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)必須(xu)變形，第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)長(chang)大(da)的(de)(de)(de)(de)極限尺寸愈(yu)小。

另一方(fang)面(mian)為了降低(di)電熔凝氧化(hua)鎂的顯(xian)氣(qi)孔率(lv)，也(ye)應盡(jin)量減少原料氧化(hua)鎂的氣(qi)體排出，因此，采用燒(shao)結鎂砂電熔有其顯(xian)著優點(dian)。

⑤電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂單晶的化(hua)學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是同原(yuan)子(zi)和分子(zi)的(de)量子(zi)力學本性(xing)如離子(zi)半徑的(de)尺寸(cun)，離子(zi)的(de)電位數值，離子(zi)的(de)電子(zi)外層結(jie)構等相(xiang)關聯。而氧化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)離子(zi)尺寸(cun)、質量和電荷、陽離子(zi)和陰離子(zi)之(zhi)間的(de)結(jie)合(he)特(te)性(xing)和強度、離子(zi)的(de)極化(hua)(hua)(hua)作用(yong)、結(jie)晶構造等決定(ding)它是一(yi)高(gao)熔點化(hua)(hua)(hua)合(he)物。

氧化鎂的熔(rong)(rong)點和(he)結(jie)構參(can)數(shu)：陽(yang)離子半徑0.074mm;陰(yin)離子半徑0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配(pei)位數(shu)6;有效配(pei)位數(shu)8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔(rong)(rong)點2800℃。

電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂制造的(de)(de)(de)最重(zhong)要(yao)過(guo)(guo)程(cheng)是由各(ge)種鎂質原料，通(tong)過(guo)(guo)各(ge)種形式的(de)(de)(de)加熱方法(fa)產生(sheng)高(gao)(gao)溫使鎂質材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)，變(bian)成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂熔(rong)(rong)體。要(yao)使氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂熔(rong)(rong)融，必(bi)須消耗(hao)大(da)(da)(da)量的(de)(de)(de)熱能，以克服離子間的(de)(de)(de)引力。通(tong)過(guo)(guo)強大(da)(da)(da)電(dian)(dian)弧(hu)產生(sheng)高(gao)(gao)溫而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)方法(fa)叫(jiao)做電(dian)(dian)弧(hu)熔(rong)(rong)融法(fa)。這個融化(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)一般包括熱的(de)(de)(de)傳導(dao)、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體長大(da)(da)(da)等一系列物理化(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)水過(guo)程(cheng)。用水鎂(mei)(mei)石作原料有一(yi)脫(tuo)水過(guo)程(cheng)。水鎂(mei)(mei)石的主要成分(fen)是氫氧化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水過(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過(guo)程(cheng)(cheng)。用菱鎂(mei)礦作(zuo)為(wei)原料(liao)時有一(yi)個(ge)脫(tuo)碳過(guo)程(cheng)(cheng)，脫(tuo)碳過(guo)程(cheng)(cheng)包括兩個(ge)方面(mian)。一(yi)方面(mian)是菱鎂(mei)礦石的(de)熱(re)分(fen)解，菱鎂(mei)礦石的(de)主要(yao)成分(fen)是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面，由于在(zai)電(dian)熔過程中(zhong)(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)原料氧化鎂中(zhong)(zhong)加(jia)入石墨(mo)(mo)粉末(mo)(mo)添加(jia)物(wu)(助劑)，在(zai)電(dian)熔爐起(qi)動(dong)過程中(zhong)(zhong)需在(zai)三(san)電(dian)極(石墨(mo)(mo)電(dian)極)的下端用(yong)石墨(mo)(mo)粉末(mo)(mo)鋪成三(san)角形或星形導線路，在(zai)通電(dian)過程中(zhong)(zhong)受熱燒損或完全(quan)燃燒除去石墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)即氧化(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離子(zi)和氧離子(zi)在強電(dian)弧產生(sheng)的(de)(de)(de)熱能(neng)作用下(xia)，克(ke)服(fu)單(dan)晶體(ti)(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)(de)束(shu)縛，變(bian)成(cheng)能(neng)自由運動的(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)。也就(jiu)是(shi)說，氧化(hua)鎂(mei)(mei)加熱到一定溫度(熔(rong)(rong)點)就(jiu)會由固體(ti)(ti)變(bian)成(cheng)液(ye)體(ti)(ti)，叫(jiao)熔(rong)(rong)化(hua)。在這(zhe)一過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)需消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)大量(liang)的(de)(de)(de)電(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)產者對(dui)用水(shui)鎂(mei)(mei)石作原料生(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)熱平衡(heng)的(de)(de)(de)衡(heng)算，熱消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)比例如下(xia)：氧化(hua)鎂(mei)(mei)晶體(ti)(ti)生(sheng)成(cheng)熱消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮(pi)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)熱值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)熱耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐(lu)殼的(de)(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表面散熱值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這(zhe)些統計(ji)數據(ju)可以看出(chu)，在電(dian)熔(rong)(rong)