電(dian)弧熔(rong)爐生產電(dian)熔(rong)氧化鎂的工藝流程(cheng)主(zhu)要包括：原料配料、電(dian)弧熔(rong)融、破碎、選別、粉碎、篩(shai)別、磁(ci)選、分(fen)類(lei)包裝等。

(1)原料

我(wo)國有豐富(fu)的(de)優質菱鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量高，又易于(yu)開采(cai)，因此，被廣(guang)泛(fan)用作電熔氧化鎂(mei)的(de)原(yuan)料。采(cai)用菱鎂(mei)石作原(yuan)料，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣(qi)體，由于(yu)有大量氣(qi)體從爐內排出影響著電熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)結晶帶(dai)的(de)形(xing)成均有不利影響，由(you)于大量(liang)塵(chen)料飛損，使物料損耗(hao)和能量(liang)消耗(hao)增高，也惡化(hua)了(le)車間生產(chan)環境。但由(you)于優質菱鎂(mei)礦石容易(yi)獲(huo)得(de)，價格很低廉(lian)，所以，仍是我國電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)用得(de)最多(duo)最廣(guang)泛的(de)原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石中(zhong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的含量高(gao)低和(he)化(hua)學成分直接(jie)影響到電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的質量，同時在電熔(rong)過程中(zhong)也直接(jie)影響到電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)得到的品級(ji)比(bi)(bi)例(li)，因此(ci)，為了保證電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的質量和(he)品級(ji)比(bi)(bi)例(li)，必須對(dui)各種礦石進(jin)行適當的配比(bi)(bi)后進(jin)行熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)。我國的遼寧省水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的礦源非常豐(feng)富，水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)中氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量高于(yu)菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)(shi)。它(ta)也是一種制造(zao)電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的原料，部(bu)分地區水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的化(hua)學成分見表2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕(qing)燒氧化(hua)鎂(mei)。以(yi)(yi)輕(qing)燒氧化(hua)鎂(mei)作為電熔氧化(hua)鎂(mei)原(yuan)料，可以(yi)(yi)使(shi)生產環境得到(dao)改善，可以(yi)(yi)降低運輸(shu)費用。由于電熔時(shi)排出氣(qi)體(ti)少，成分也較均勻，對提高電熔氧化(hua)鎂(mei)質(zhi)量有利。

我國(guo)有一(yi)些(xie)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂以(yi)輕(qing)(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂制成球(qiu)(qiu)料(liao)入爐電(dian)(dian)熔(rong)。輕(qing)(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂的氧化(hua)(hua)鎂含(han)量達到(dao)98%，以(yi)此料(liao)能生(sheng)產(chan)出白色大結晶電(dian)(dian)熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂。但由于成球(qiu)(qiu)費(fei)用(yong)高，影響生(sheng)產(chan)成本(ben)。目前，有的廠家采用(yong)反射爐輕(qing)(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂，以(yi)一(yi)定的粒度加入熔(rong)爐電(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂的質量比用(yong)菱鎂礦石(shi)好，成本(ben)又比用(yong)球(qiu)(qiu)料(liao)作原料(liao)時(shi)便(bian)宜，因而得(de)到(dao)了一(yi)定的推廣。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂。為了(le)某(mou)些電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特殊要求(qiu)，有時必(bi)須(xu)在(zai)電熔(rong)過(guo)程中采用(yong)燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為電熔(rong)原料(liao)，如采用(yong)海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為電熔(rong)原料(liao)，一般首先利(li)用(yong)處理海(hai)水(shui)和石灰乳作(zuo)用(yong)生(sheng)產氫(qing)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)成輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)其他方(fang)法也可以制得輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制取方(fang)法)，采用(yong)輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)為原料(liao)生(sheng)產電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(er)(Ruttere)等(deng)研(yan)究認為，極少(shao)量(liang)的(de)(de)雜質(zhi)(zhi)氣體(ti)(相(xiang))也屬于(yu)晶體(ti)的(de)(de)雜質(zhi)(zhi)，可明顯影響晶粒(li)的(de)(de)長(chang)大。因(yin)為雜質(zhi)(zhi)相(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)在(zai)于(yu)增加晶界(jie)運(yun)動(dong)所需的(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)。當晶界(jie)與(yu)(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時，晶體(ti)能(neng)(neng)量(liang)降低(di)，其降低(di)量(liang)與(yu)(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)橫截面(mian)積(ji)成正比，所以必(bi)須(xu)提高晶界(jie)能(neng)(neng)，晶界(jie)才(cai)能(neng)(neng)離開第(di)(di)二(er)相(xiang)繼續運(yun)動(dong)。并且當晶界(jie)與(yu)(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時，與(yu)(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)橫截面(mian)積(ji)相(xiang)等(deng)的(de)(de)晶界(jie)必(bi)須(xu)變(bian)形，第(di)(di)二(er)相(xiang)數量(liang)愈多，晶粒(li)長(chang)大的(de)(de)極限尺寸愈小(xiao)。

另一方面(mian)為(wei)了降低電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)的顯(xian)(xian)氣孔率，也(ye)應(ying)盡量(liang)減少原料氧(yang)化鎂(mei)的氣體排出，因此，采用燒(shao)結(jie)鎂(mei)砂電熔(rong)有其顯(xian)(xian)著優點(dian)。

⑤電(dian)熔氧化(hua)鎂單晶的化(hua)學原料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特(te)性(xing)是(shi)同原子和分子的量(liang)子力學(xue)本性(xing)如離(li)子半徑的尺寸(cun)(cun)，離(li)子的電(dian)(dian)位數值，離(li)子的電(dian)(dian)子外層結(jie)(jie)構等相關聯。而氧(yang)化(hua)鎂的離(li)子尺寸(cun)(cun)、質(zhi)量(liang)和電(dian)(dian)荷(he)、陽離(li)子和陰離(li)子之(zhi)間的結(jie)(jie)合特(te)性(xing)和強度、離(li)子的極化(hua)作(zuo)用(yong)、結(jie)(jie)晶(jing)構造等決定它是(shi)一高(gao)熔點化(hua)合物。

氧化(hua)鎂的熔點和結構參數：陽離(li)子半徑0.074mm;陰(yin)離(li)子半徑0.53mm;結構類型NaCl;配位數6;有(you)效配位數8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)最重要過程是由各(ge)種(zhong)鎂(mei)(mei)質原料(liao)，通(tong)過各(ge)種(zhong)形式的(de)加熱(re)方(fang)法(fa)產(chan)生高溫(wen)使(shi)鎂(mei)(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)，變(bian)(bian)成氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)體。要使(shi)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)融(rong)(rong)，必須消耗大(da)量(liang)的(de)熱(re)能，以克服(fu)離子間的(de)引力(li)。通(tong)過強(qiang)大(da)電弧產(chan)生高溫(wen)而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)方(fang)法(fa)叫做電弧熔(rong)融(rong)(rong)法(fa)。這個融(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過程一般包括熱(re)的(de)傳導(dao)、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體長大(da)等(deng)一系列物理化(hua)(hua)(hua)(hua)學變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)過程。

①脫水過程(cheng)。用水鎂(mei)石(shi)作原料(liao)有一(yi)脫水過程(cheng)。水鎂(mei)石(shi)的主要成(cheng)分是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程。用菱鎂(mei)礦作為原料時(shi)有一個脫碳過程，脫碳過程包括兩個方面(mian)(mian)。一方面(mian)(mian)是菱鎂(mei)礦石(shi)的(de)熱分解，菱鎂(mei)礦石(shi)的(de)主要成分是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一(yi)方(fang)面，由于在電(dian)(dian)熔過程(cheng)(cheng)中(zhong)往往在原料氧化鎂中(zhong)加入石墨粉末添加物(助(zhu)劑)，在電(dian)(dian)熔爐起動(dong)過程(cheng)(cheng)中(zhong)需在三電(dian)(dian)極(石墨電(dian)(dian)極)的下(xia)端用石墨粉末鋪成(cheng)三角形(xing)或(huo)星形(xing)導線路，在通(tong)電(dian)(dian)過程(cheng)(cheng)中(zhong)受(shou)熱燒(shao)損(sun)或(huo)完全燃燒(shao)除去(qu)石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)即氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子(zi)(zi)和氧(yang)離子(zi)(zi)在(zai)強(qiang)電(dian)弧產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)能(neng)作(zuo)用(yong)下，克服單晶(jing)體中的(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)格(ge)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)束縛(fu)，變(bian)成(cheng)(cheng)能(neng)自由運動的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)。也就是說，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)到(dao)一定溫度(熔(rong)(rong)(rong)點)就會由固(gu)體變(bian)成(cheng)(cheng)液體，叫(jiao)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)。在(zai)這(zhe)一過(guo)程(cheng)中需消耗大量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)能(neng)。據電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產者對用(yong)水鎂(mei)石作(zuo)原料生(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)平衡的(de)(de)(de)(de)(de)衡算，熱(re)消耗的(de)(de)(de)(de)(de)比例如下：氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)體生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)消耗值(zhi)34.9%，渣皮(pi)消耗熱(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)耗值(zhi)3.0%，冷卻水耗熱(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)(lu)殼(ke)的(de)(de)(de)(de)(de)水耗熱(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)(lu)子(zi)(zi)表面(mian)散熱(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損(sun)失值(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計(ji)數據可(ke)以看出，在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)