電弧熔(rong)爐生(sheng)產電熔(rong)氧化鎂的工藝流程主要(yao)包(bao)括(kuo)：原料配料、電弧熔(rong)融、破碎、選別(bie)、粉(fen)碎、篩別(bie)、磁選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐(feng)富(fu)的(de)優質(zhi)菱鎂礦石，氧化鎂含量高(gao)，又易于開采，因此(ci)，被廣(guang)泛用作電(dian)(dian)熔氧化鎂的(de)原(yuan)料。采用菱鎂石作原(yuan)料，碳酸鎂分解產生CO2氣體，由于有大(da)量氣體從爐內排出(chu)影響著電(dian)(dian)熔過程(cheng)的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化鎂的(de)結晶帶的(de)形成(cheng)均有不利影響(xiang)，由(you)于大量塵(chen)料(liao)飛損(sun)，使物(wu)料(liao)損(sun)耗和能量消耗增高，也惡化了車(che)間生產環(huan)境。但由(you)于優質菱鎂礦(kuang)石容易獲得，價格很低廉，所以，仍(reng)是我國電熔(rong)氧化鎂用得最多最廣泛(fan)的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)。菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)石中氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)含量高低和(he)化(hua)(hua)學成分直接影響到電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量，同(tong)時在電熔(rong)過程中也直接影響到電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)得到的(de)品(pin)(pin)級(ji)比例(li)，因此(ci)，為了保證電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量和(he)品(pin)(pin)級(ji)比例(li)，必須對各種礦(kuang)(kuang)石進行適當的(de)配比后進行熔(rong)煉(lian)。

②水鎂石(shi)(shi)。我(wo)國的(de)遼寧省水鎂石(shi)(shi)的(de)礦(kuang)(kuang)源非常(chang)豐富，水鎂石(shi)(shi)中(zhong)氧化(hua)(hua)鎂含(han)量高于菱鎂礦(kuang)(kuang)石(shi)(shi)。它也是(shi)一種制(zhi)造電熔凝氧化(hua)(hua)鎂的(de)原料，部分地區水鎂石(shi)(shi)的(de)化(hua)(hua)學成分見表(biao)2。

表2水鎂(mei)石(shi)的化(hua)學成分/%

③輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)。以輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)作(zuo)為電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)原料，可以使生產環(huan)境(jing)得到(dao)改(gai)善，可以降低運輸費用。由于電熔(rong)時排出氣體少，成分也較均勻(yun)，對提高電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)質量有利。

我國有(you)一些電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以(yi)輕(qing)(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制成球(qiu)料(liao)入爐(lu)(lu)電熔。輕(qing)(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量達到98%，以(yi)此(ci)料(liao)能生產出白色大結晶電熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但(dan)由于成球(qiu)費用高，影響(xiang)生產成本。目前，有(you)的廠家采用反射爐(lu)(lu)輕(qing)(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以(yi)一定的粒度加(jia)入熔爐(lu)(lu)電熔，電熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的質量比(bi)用菱鎂(mei)礦石好，成本又比(bi)用球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜(yi)，因而得到了一定的推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)(sha)。為(wei)(wei)(wei)(wei)了某些電熔凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)特殊要(yao)求(qiu)，有(you)時(shi)必須(xu)在(zai)電熔過程中采用燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)(wei)電熔原(yuan)料(liao)，如采用海水鎂(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)(wei)電熔原(yuan)料(liao)，一般首(shou)先利用處理海水和石灰(hui)乳作(zuo)用生產氫氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成(cheng)輕(qing)燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用其他(ta)方法(fa)也可(ke)以制(zhi)得輕(qing)燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)制(zhi)取方法(fa))，采用輕(qing)燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)(wei)原(yuan)料(liao)生產電熔凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)(wei)(wei)(wei)，極少(shao)量(liang)(liang)的(de)(de)雜(za)(za)質氣(qi)體(ti)(ti)(相)也屬(shu)于晶(jing)體(ti)(ti)的(de)(de)雜(za)(za)質，可(ke)明顯影響晶(jing)粒(li)的(de)(de)長(chang)大(da)(da)。因為(wei)(wei)(wei)(wei)雜(za)(za)質相的(de)(de)作(zuo)用在(zai)于增加晶(jing)界運動所(suo)需的(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)。當晶(jing)界與第(di)(di)二(er)(er)相相遇(yu)(yu)時(shi)，晶(jing)體(ti)(ti)能(neng)量(liang)(liang)降(jiang)低(di)，其降(jiang)低(di)量(liang)(liang)與第(di)(di)二(er)(er)相橫截(jie)面(mian)積成(cheng)正(zheng)比(bi)，所(suo)以必須(xu)提高晶(jing)界能(neng)，晶(jing)界才能(neng)離開第(di)(di)二(er)(er)相繼續運動。并且(qie)當晶(jing)界與第(di)(di)二(er)(er)相相遇(yu)(yu)時(shi)，與第(di)(di)二(er)(er)相橫截(jie)面(mian)積相等(deng)的(de)(de)晶(jing)界必須(xu)變形(xing)，第(di)(di)二(er)(er)相數量(liang)(liang)愈多，晶(jing)粒(li)長(chang)大(da)(da)的(de)(de)極限尺(chi)寸愈小。

另一方面(mian)為了降低電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)顯氣孔率，也應盡量減少原料氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)氣體排出，因此，采(cai)用燒結鎂(mei)砂電熔(rong)有其顯著優(you)點。

⑤電熔(rong)氧化鎂單(dan)晶的化學原料(liao)質量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是同原子(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)的量子(zi)(zi)(zi)力(li)學(xue)本性(xing)如離(li)子(zi)(zi)(zi)半徑(jing)的尺寸，離(li)子(zi)(zi)(zi)的電(dian)位數值，離(li)子(zi)(zi)(zi)的電(dian)子(zi)(zi)(zi)外層結構(gou)等相關(guan)聯。而(er)氧(yang)化鎂的離(li)子(zi)(zi)(zi)尺寸、質量和(he)電(dian)荷、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)子(zi)(zi)(zi)之(zhi)間的結合特(te)性(xing)和(he)強度、離(li)子(zi)(zi)(zi)的極化作用、結晶構(gou)造等決定(ding)它(ta)是一高熔點化合物。

氧化(hua)鎂的(de)熔點和(he)結構參數(shu)：陽離子半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離子半(ban)徑(jing)0.53mm;結構類(lei)型NaCl;配位(wei)數(shu)6;有(you)效配位(wei)數(shu)8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)最重要(yao)過(guo)程是由各種(zhong)鎂(mei)質原料，通過(guo)各種(zhong)形式的(de)(de)加熱(re)方法(fa)產(chan)生(sheng)高溫使(shi)鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)，變成氧(yang)化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)(rong)體。要(yao)使(shi)氧(yang)化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)(rong)融，必(bi)須(xu)消耗大(da)量的(de)(de)熱(re)能，以克服離子(zi)間的(de)(de)引力。通過(guo)強大(da)電(dian)弧(hu)產(chan)生(sheng)高溫而熔(rong)(rong)(rong)化(hua)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)方法(fa)叫做電(dian)弧(hu)熔(rong)(rong)(rong)融法(fa)。這個(ge)融化(hua)過(guo)程一般包括熱(re)的(de)(de)傳(chuan)導、脫(tuo)水(shui)、脫(tuo)碳、熔(rong)(rong)(rong)化(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大(da)等一系列(lie)物理化(hua)學變化(hua)的(de)(de)過(guo)程。

①脫水過(guo)程(cheng)(cheng)。用水鎂(mei)石作原料有(you)一脫水過(guo)程(cheng)(cheng)。水鎂(mei)石的主(zhu)要成分(fen)是(shi)氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水過(guo)程(cheng)(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過(guo)程。用菱(ling)鎂(mei)(mei)礦作(zuo)為(wei)原料時有一個脫碳(tan)過(guo)程，脫碳(tan)過(guo)程包括兩個方(fang)面。一方(fang)面是菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石的(de)熱分解，菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石的(de)主(zhu)要成分是碳(tan)酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由于在電(dian)熔過(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)往(wang)往(wang)在原料氧(yang)化鎂中(zhong)(zhong)加入石墨粉末(mo)添加物(助劑)，在電(dian)熔爐起動過(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)需在三電(dian)極(石墨電(dian)極)的下端用石墨粉末(mo)鋪成三角(jiao)形或(huo)星(xing)形導線路，在通電(dian)過(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)受(shou)熱(re)燒損或(huo)完全燃燒除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)即氧化(hua)(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子(zi)和氧離子(zi)在(zai)(zai)強電(dian)弧(hu)產(chan)生的(de)熱(re)能作(zuo)用下，克服單晶(jing)體(ti)(ti)(ti)中(zhong)的(de)晶(jing)格能的(de)束縛，變(bian)(bian)成能自由(you)運動的(de)過(guo)(guo)程(cheng)。也就是(shi)說，氧化(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)到一定溫(wen)度(熔(rong)(rong)點)就會(hui)由(you)固體(ti)(ti)(ti)變(bian)(bian)成液體(ti)(ti)(ti)，叫(jiao)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)。在(zai)(zai)這一過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)需消(xiao)耗大量的(de)電(dian)能。據電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)生產(chan)者(zhe)對用水(shui)(shui)鎂(mei)石作(zuo)原料生產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)熱(re)平衡(heng)(heng)的(de)衡(heng)(heng)算，熱(re)消(xiao)耗的(de)比例如(ru)下：氧化(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)體(ti)(ti)(ti)生成熱(re)消(xiao)耗值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生成熱(re)耗值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)(shui)耗熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼(ke)的(de)水(shui)(shui)耗熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表(biao)面散(san)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶走熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能損失(shi)值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些(xie)統計(ji)數據可以看出，在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)(rong)