電弧熔(rong)(rong)爐生產電熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂的(de)工藝流程主(zhu)要(yao)包括(kuo)：原料配(pei)料、電弧熔(rong)(rong)融、破碎、選別(bie)(bie)、粉碎、篩(shai)別(bie)(bie)、磁選、分類包裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有豐富的優(you)質菱(ling)鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量(liang)高，又易于(yu)開采，因此，被廣泛(fan)用作電熔氧化鎂(mei)的原料(liao)。采用菱(ling)鎂(mei)石作原料(liao)，碳酸鎂(mei)分解產生(sheng)CO2氣體，由于(yu)有大量(liang)氣體從爐內(nei)排出影響著(zhu)電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化鎂(mei)的(de)結晶帶的(de)形成均有(you)不利影響，由于大(da)量(liang)塵(chen)料飛損(sun)，使(shi)物料損(sun)耗(hao)和能量(liang)消(xiao)耗(hao)增高，也惡化了車間(jian)生產環(huan)境。但由于優質菱鎂(mei)礦石(shi)容易獲得，價(jia)格很(hen)低廉，所(suo)以，仍(reng)是我國電熔氧(yang)化鎂(mei)用得最多(duo)最廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)礦石中(zhong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的含量高低和化學成分直(zhi)接影(ying)響到電熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的質(zhi)量，同時在電熔過(guo)程中(zhong)也直(zhi)接影(ying)響到電熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)得到的品級比(bi)例(li)，因此(ci)，為了保證電熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的質(zhi)量和品級比(bi)例(li)，必須對各(ge)種礦石進行適當的配比(bi)后進行熔煉。

②水(shui)鎂(mei)石。我國的(de)遼寧省(sheng)水(shui)鎂(mei)石的(de)礦源非常豐富，水(shui)鎂(mei)石中氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)含量(liang)高于菱鎂(mei)礦石。它也是一種制造(zao)電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)原料，部分地區水(shui)鎂(mei)石的(de)化(hua)(hua)(hua)學成分見(jian)表2。

表(biao)2水鎂(mei)石的化(hua)學成分/%

③輕(qing)(qing)燒氧化(hua)鎂(mei)。以輕(qing)(qing)燒氧化(hua)鎂(mei)作(zuo)為電熔氧化(hua)鎂(mei)原料，可以使生產環境得(de)到改善，可以降低運輸(shu)費用。由于(yu)電熔時(shi)排出氣體少，成分也(ye)較均勻，對提高電熔氧化(hua)鎂(mei)質量有利。

我國(guo)有一些電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)(yi)輕燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成球料入爐電(dian)熔(rong)。輕燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)達到98%，以(yi)(yi)此料能生產出白色大(da)結晶電(dian)熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但(dan)由于成球費(fei)用(yong)高(gao)，影(ying)響生產成本。目前(qian)，有的廠(chang)家采(cai)用(yong)反(fan)射爐輕燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)(yi)一定的粒度加(jia)入熔(rong)爐電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的質量(liang)比(bi)(bi)用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石好(hao)，成本又比(bi)(bi)用(yong)球料作原料時便宜，因(yin)而得(de)到了一定的推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂。為了(le)某(mou)些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的特殊要求，有時必須在電(dian)(dian)熔(rong)過程(cheng)中采(cai)用(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為電(dian)(dian)熔(rong)原料，如(ru)采(cai)用(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為電(dian)(dian)熔(rong)原料，一般(ban)首(shou)先利用(yong)(yong)處(chu)理(li)海水和(he)石(shi)灰乳(ru)作(zuo)用(yong)(yong)生產(chan)氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，將(jiang)氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)成(cheng)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方法也可(ke)以制(zhi)得輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的制(zhi)取方法)，采(cai)用(yong)(yong)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為原料生產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等研究認(ren)為，極(ji)(ji)少量(liang)的雜質(zhi)(zhi)氣體(ti)(相(xiang))也屬于晶體(ti)的雜質(zhi)(zhi)，可(ke)明(ming)顯影(ying)響晶粒的長大。因為雜質(zhi)(zhi)相(xiang)的作(zuo)用(yong)(yong)在于增加晶界(jie)(jie)(jie)運動所需的能(neng)量(liang)。當晶界(jie)(jie)(jie)與第(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時，晶體(ti)能(neng)量(liang)降低，其降低量(liang)與第(di)二(er)相(xiang)橫截面(mian)積成(cheng)正比，所以必須提高晶界(jie)(jie)(jie)能(neng)，晶界(jie)(jie)(jie)才能(neng)離開第(di)二(er)相(xiang)繼續(xu)運動。并且當晶界(jie)(jie)(jie)與第(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時，與第(di)二(er)相(xiang)橫截面(mian)積相(xiang)等的晶界(jie)(jie)(jie)必須變形，第(di)二(er)相(xiang)數量(liang)愈(yu)多，晶粒長大的極(ji)(ji)限尺寸愈(yu)小。

另一方面為了降低電熔(rong)凝氧化鎂的(de)顯(xian)(xian)氣孔率(lv)，也(ye)應(ying)盡量減(jian)少原料氧化鎂的(de)氣體(ti)排(pai)出，因此，采用燒結鎂砂電熔(rong)有其顯(xian)(xian)著優點(dian)。

⑤電熔氧(yang)化鎂單晶的化學原(yuan)料質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些(xie)特(te)性(xing)(xing)(xing)是(shi)同(tong)原子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)力學本性(xing)(xing)(xing)如離(li)(li)(li)子(zi)(zi)半徑(jing)的(de)(de)尺寸(cun)，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電位數值，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)外(wai)層結構等相(xiang)關聯。而氧化鎂(mei)的(de)(de)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)尺寸(cun)、質量(liang)和電荷、陽離(li)(li)(li)子(zi)(zi)和陰離(li)(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)(de)結合(he)特(te)性(xing)(xing)(xing)和強度、離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)極化作用、結晶構造等決定(ding)它是(shi)一高熔點化合(he)物。

氧化鎂(mei)的(de)熔點和(he)結構(gou)參數(shu)：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配位(wei)數(shu)6;有(you)效配位(wei)數(shu)8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)(de)(de)最(zui)重要過程(cheng)是由各種(zhong)鎂(mei)(mei)質原料，通(tong)過各種(zhong)形式的(de)(de)(de)加熱(re)方法(fa)產生高(gao)(gao)溫(wen)使鎂(mei)(mei)質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變成(cheng)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)體。要使氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)融，必須消(xiao)耗大(da)(da)量的(de)(de)(de)熱(re)能，以克服離子間的(de)(de)(de)引(yin)力(li)。通(tong)過強大(da)(da)電(dian)弧(hu)產生高(gao)(gao)溫(wen)而熔(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)方法(fa)叫(jiao)做電(dian)弧(hu)熔(rong)融法(fa)。這個融化(hua)(hua)過程(cheng)一般包括熱(re)的(de)(de)(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體長大(da)(da)等一系列物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)(de)(de)過程(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)過程(cheng)。用水(shui)鎂(mei)石作原(yuan)料有(you)一(yi)脫(tuo)水(shui)過程(cheng)。水(shui)鎂(mei)石的主要成分(fen)是(shi)氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)。用菱鎂(mei)礦(kuang)作為(wei)原料時有一個(ge)(ge)脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)包(bao)括兩個(ge)(ge)方面。一方面是(shi)菱鎂(mei)礦(kuang)石的(de)熱分解，菱鎂(mei)礦(kuang)石的(de)主要成分是(shi)碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由(you)于在電(dian)熔過(guo)程中(zhong)往(wang)往(wang)在原(yuan)料氧(yang)化(hua)鎂(mei)中(zhong)加(jia)入石(shi)(shi)墨(mo)(mo)粉(fen)末添加(jia)物(助劑(ji))，在電(dian)熔爐起動過(guo)程中(zhong)需在三電(dian)極(石(shi)(shi)墨(mo)(mo)電(dian)極)的下(xia)端用石(shi)(shi)墨(mo)(mo)粉(fen)末鋪成三角(jiao)形(xing)或(huo)星形(xing)導線路，在通電(dian)過(guo)程中(zhong)受(shou)熱燒損或(huo)完全燃燒除去石(shi)(shi)墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)。熔化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)即氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離(li)子(zi)和(he)氧(yang)(yang)(yang)離(li)子(zi)在(zai)強(qiang)電弧產(chan)生(sheng)的熱(re)(re)(re)能(neng)(neng)作用下，克(ke)服單晶體(ti)中(zhong)的晶格能(neng)(neng)的束縛，變成能(neng)(neng)自由運動(dong)的過(guo)(guo)程(cheng)。也就是說，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)到(dao)一(yi)定溫度(熔點(dian))就會由固體(ti)變成液體(ti)，叫熔化(hua)。在(zai)這一(yi)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)需(xu)消(xiao)耗大(da)量的電能(neng)(neng)。據(ju)電熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)生(sheng)產(chan)者對用水(shui)鎂(mei)石作原料(liao)生(sheng)產(chan)電熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的熱(re)(re)(re)平衡的衡算(suan)，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗的比例如下：氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)晶體(ti)生(sheng)成熱(re)(re)(re)消(xiao)耗值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗熱(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成熱(re)(re)(re)耗值(zhi)3.0%，冷(leng)卻水(shui)耗熱(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼的水(shui)耗熱(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)表面(mian)散熱(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電能(neng)(neng)損(sun)失值(zhi)3.2%，從這些統計數據(ju)可以看出，在(zai)電熔