電弧熔(rong)(rong)爐生產(chan)電熔(rong)(rong)氧化鎂的工藝流程主(zhu)要包括：原料配料、電弧熔(rong)(rong)融、破碎、選別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選、分類(lei)包裝等。

(1)原料

我國有(you)(you)豐富的(de)優質菱鎂(mei)礦石，氧(yang)化鎂(mei)含(han)量高，又易(yi)于(yu)開采，因(yin)此，被廣(guang)泛用作電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)的(de)原(yuan)(yuan)料。采用菱鎂(mei)石作原(yuan)(yuan)料，碳(tan)酸鎂(mei)分(fen)解產生CO2氣(qi)體(ti)，由于(yu)有(you)(you)大(da)量氣(qi)體(ti)從爐內排(pai)出(chu)影響著電(dian)熔過程的(de)進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化鎂的結(jie)晶(jing)帶的形成均有(you)不利(li)影響，由于(yu)(yu)大量(liang)(liang)塵料飛損(sun)，使(shi)物料損(sun)耗(hao)(hao)和能量(liang)(liang)消耗(hao)(hao)增(zeng)高，也(ye)惡化了車間生產環境(jing)。但(dan)由于(yu)(yu)優質菱鎂礦石容易(yi)獲得，價(jia)格很低(di)廉，所以，仍是我國電熔(rong)氧化鎂用得最(zui)多最(zui)廣泛的原(yuan)料。

(2)配料

①菱鎂礦。菱鎂礦石中氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的含量高(gao)低和化(hua)(hua)(hua)學成分直接影(ying)響到電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的質量，同時在(zai)電熔過程中也直接影(ying)響到電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂得到的品級比(bi)(bi)例，因此，為了保證電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的質量和品級比(bi)(bi)例，必須對(dui)各種礦石進(jin)行適(shi)當的配比(bi)(bi)后進(jin)行熔煉。

②水鎂(mei)(mei)(mei)石。我(wo)國的遼寧(ning)省水鎂(mei)(mei)(mei)石的礦源(yuan)非常豐富，水鎂(mei)(mei)(mei)石中氧化鎂(mei)(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石。它也是一種制造電熔凝(ning)氧化鎂(mei)(mei)(mei)的原料(liao)，部分地區水鎂(mei)(mei)(mei)石的化學成(cheng)分見表(biao)2。

表(biao)2水鎂石(shi)的(de)化學(xue)成(cheng)分/%

③輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。以(yi)輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作為(wei)電(dian)熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)原料(liao)，可以(yi)使生產環(huan)境(jing)得到改善，可以(yi)降低運(yun)輸費用(yong)。由于電(dian)熔時排出氣體少，成分也較均勻，對提高電(dian)熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)質量有(you)利。

我(wo)國有(you)一些電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制成球(qiu)料(liao)入(ru)爐電(dian)(dian)熔。輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量達到98%，以此(ci)料(liao)能生產出(chu)白色大結晶電(dian)(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但(dan)由(you)于成球(qiu)費用(yong)高，影(ying)響生產成本(ben)。目前，有(you)的(de)(de)廠(chang)家采用(yong)反射爐輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以一定的(de)(de)粒度加入(ru)熔爐電(dian)(dian)熔，電(dian)(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)質量比(bi)用(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦石好，成本(ben)又比(bi)用(yong)球(qiu)料(liao)作原(yuan)料(liao)時便宜(yi)，因而得到了(le)一定的(de)(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂砂(sha)。為(wei)(wei)了(le)某些電(dian)(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的特(te)殊要求，有時必須在電(dian)(dian)(dian)熔過(guo)程中(zhong)采用(yong)燒(shao)(shao)結鎂砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)熔原料(liao)，如采用(yong)海水鎂砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)熔原料(liao)，一(yi)般首先利用(yong)處理海水和石(shi)灰(hui)乳作(zuo)用(yong)生(sheng)產氫(qing)(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂，將氫(qing)(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂煅(duan)燒(shao)(shao)成(cheng)輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂。用(yong)其他方(fang)法也可以制(zhi)得(de)輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(詳見工業(ye)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的制(zhi)取方(fang)法)，采用(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂作(zuo)為(wei)(wei)原料(liao)生(sheng)產電(dian)(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂。奧絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)，極少量的雜質(zhi)(zhi)(zhi)氣體(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶體的雜質(zhi)(zhi)(zhi)，可明(ming)顯影響晶粒(li)的長(chang)(chang)大(da)。因為(wei)(wei)雜質(zhi)(zhi)(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的作(zuo)用(yong)在于增加(jia)晶界(jie)(jie)運動所需(xu)的能(neng)量。當晶界(jie)(jie)與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶體能(neng)量降低，其降低量與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積成(cheng)正比，所以必須提高晶界(jie)(jie)能(neng)，晶界(jie)(jie)才能(neng)離開第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼(ji)續運動。并且當晶界(jie)(jie)與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等的晶界(jie)(jie)必須變形，第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量愈(yu)多，晶粒(li)長(chang)(chang)大(da)的極限尺寸愈(yu)小。

另(ling)一方(fang)面為了降(jiang)低電(dian)熔凝(ning)氧化鎂的顯(xian)(xian)氣(qi)孔(kong)率，也應(ying)盡量減少原料氧化鎂的氣(qi)體(ti)排出，因此，采用燒結鎂砂(sha)電(dian)熔有其顯(xian)(xian)著(zhu)優點。

⑤電熔氧(yang)化鎂單晶的化學(xue)原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是(shi)同原(yuan)子(zi)(zi)和(he)(he)(he)分子(zi)(zi)的(de)(de)(de)量子(zi)(zi)力(li)學本性如離(li)子(zi)(zi)半徑的(de)(de)(de)尺寸，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)電(dian)位數值，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)外層結構等相關聯。而氧化鎂的(de)(de)(de)離(li)子(zi)(zi)尺寸、質(zhi)量和(he)(he)(he)電(dian)荷、陽離(li)子(zi)(zi)和(he)(he)(he)陰離(li)子(zi)(zi)之(zhi)間的(de)(de)(de)結合特(te)性和(he)(he)(he)強度(du)、離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)極化作用、結晶構造等決定它是(shi)一高熔(rong)點化合物。

氧化鎂的(de)熔點(dian)和(he)結(jie)構參數：陽(yang)離(li)(li)子(zi)半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離(li)(li)子(zi)半(ban)徑(jing)0.53mm;結(jie)構類型(xing)NaCl;配(pei)位(wei)數6;有效配(pei)位(wei)數8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂制造的最重要(yao)過(guo)(guo)(guo)程是由各種(zhong)鎂質原料，通過(guo)(guo)(guo)各種(zhong)形式的加熱方(fang)法產生(sheng)高溫使鎂質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)，變(bian)成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)體(ti)。要(yao)使氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)融，必須消(xiao)耗(hao)大量的熱能，以克服離子間(jian)的引(yin)力。通過(guo)(guo)(guo)強大電(dian)弧產生(sheng)高溫而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的方(fang)法叫做電(dian)弧熔(rong)融法。這(zhe)個融化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)程一(yi)般包括熱的傳導(dao)、脫水(shui)、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)長大等(deng)一(yi)系列(lie)物理化(hua)(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)(hua)的過(guo)(guo)(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)過程。用水(shui)鎂(mei)(mei)石作原料有一脫(tuo)水(shui)過程。水(shui)鎂(mei)(mei)石的主要成分是氫氧化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程(cheng)(cheng)。用菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)作為原料時有一個(ge)(ge)脫碳(tan)過程(cheng)(cheng)，脫碳(tan)過程(cheng)(cheng)包括兩(liang)個(ge)(ge)方(fang)面。一方(fang)面是菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)石的熱分解，菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)石的主(zhu)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)程中(zhong)往往在(zai)原(yuan)料氧化(hua)鎂(mei)中(zhong)加入石(shi)墨(mo)粉(fen)末(mo)(mo)添加物(助劑(ji))，在(zai)電(dian)熔爐起(qi)動(dong)過(guo)程中(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)末(mo)(mo)鋪成三(san)角形或(huo)星形導(dao)線路，在(zai)通電(dian)過(guo)程中(zhong)受熱燒(shao)(shao)損(sun)或(huo)完全燃燒(shao)(shao)除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化過程(cheng)。熔(rong)(rong)化過程(cheng)即氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離(li)子和氧(yang)(yang)離(li)子在強電弧(hu)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)能(neng)(neng)(neng)作用下，克服單晶體中(zhong)的(de)(de)(de)(de)晶格能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)束縛，變成(cheng)能(neng)(neng)(neng)自由運(yun)動(dong)的(de)(de)(de)(de)過程(cheng)。也(ye)就(jiu)是說，氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)到一(yi)定溫度(熔(rong)(rong)點)就(jiu)會(hui)由固(gu)體變成(cheng)液體，叫熔(rong)(rong)化。在這一(yi)過程(cheng)中(zhong)需消(xiao)耗大量的(de)(de)(de)(de)電能(neng)(neng)(neng)。據電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)生(sheng)產(chan)者(zhe)對用水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石作原料生(sheng)產(chan)電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)平衡(heng)的(de)(de)(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)消(xiao)耗的(de)(de)(de)(de)比例(li)如下：氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)晶體生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)消(xiao)耗值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散(san)(san)砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)耗值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)(shui)耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼(ke)的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散(san)(san)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電能(neng)(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統(tong)計數據可以看(kan)出(chu)，在電熔(rong)(rong)