電弧熔爐生(sheng)產電熔氧化(hua)鎂的(de)工藝流程主(zhu)要包括：原料(liao)配料(liao)、電弧熔融、破碎(sui)、選別(bie)、粉碎(sui)、篩別(bie)、磁選、分(fen)類包裝等(deng)。

(1)原料

我(wo)國有豐富的優質菱鎂礦石(shi)(shi)，氧化鎂含量高，又易(yi)于開采，因(yin)此，被廣泛用(yong)作(zuo)電熔氧化鎂的原(yuan)料。采用(yong)菱鎂石(shi)(shi)作(zuo)原(yuan)料，碳酸鎂分解產(chan)生CO2氣(qi)體(ti)，由于有大量氣(qi)體(ti)從爐內排出影響(xiang)著電熔過程的進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化(hua)鎂的(de)(de)結晶帶(dai)的(de)(de)形成均有(you)不利影響，由(you)于大量塵料(liao)飛損，使物(wu)料(liao)損耗(hao)和能量消耗(hao)增高，也(ye)惡化(hua)了車(che)間生產環境。但由(you)于優質菱鎂礦(kuang)石容易(yi)獲(huo)得，價格很低(di)廉，所以，仍是(shi)我國(guo)電熔(rong)氧化(hua)鎂用得最(zui)多最(zui)廣泛的(de)(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)中(zhong)氧化(hua)鎂(mei)的(de)含量(liang)高低和化(hua)學成(cheng)分(fen)直接(jie)影(ying)響(xiang)到電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)，同(tong)時在電(dian)熔(rong)過程中(zhong)也直接(jie)影(ying)響(xiang)到電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)得到的(de)品級(ji)(ji)比(bi)(bi)例(li)，因此，為了保證電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)和品級(ji)(ji)比(bi)(bi)例(li)，必須對各種礦石(shi)進行適(shi)當的(de)配比(bi)(bi)后進行熔(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)石(shi)。我國(guo)的遼寧省(sheng)水鎂(mei)(mei)石(shi)的礦(kuang)(kuang)源非常(chang)豐(feng)富(fu)，水鎂(mei)(mei)石(shi)中(zhong)氧化鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)石(shi)。它也是(shi)一種制(zhi)造電熔凝氧化鎂(mei)(mei)的原料，部分地區水鎂(mei)(mei)石(shi)的化學成分見表2。

表2水鎂石的化(hua)學成分/%

③輕燒氧化鎂。以輕燒氧化鎂作為(wei)電熔氧化鎂原料，可以使(shi)生(sheng)產環境得到改善，可以降低運(yun)輸費用。由于電熔時排出氣體少(shao)，成分也較均勻，對提高(gao)電熔氧化鎂質量有利(li)。

我國(guo)有一(yi)些電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制成(cheng)球(qiu)料(liao)入(ru)爐電(dian)熔(rong)。輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量達到98%，以此料(liao)能生產(chan)出(chu)白色大結(jie)晶(jing)電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)費用(yong)高，影響生產(chan)成(cheng)本(ben)。目前(qian)，有的(de)(de)廠家采用(yong)反射爐輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以一(yi)定的(de)(de)粒度加入(ru)熔(rong)爐電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)質量比用(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本(ben)又比用(yong)球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜，因而(er)得到了(le)一(yi)定的(de)(de)推(tui)廣(guang)。

④燒(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了某些電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的特殊要(yao)求(qiu)，有時(shi)必(bi)須在(zai)(zai)電熔(rong)(rong)過程中采用(yong)燒(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電熔(rong)(rong)原(yuan)(yuan)料，如(ru)采用(yong)海水鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電熔(rong)(rong)原(yuan)(yuan)料，一般首(shou)先(xian)利用(yong)處理(li)海水和石灰乳(ru)作(zuo)用(yong)生產(chan)氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)(shao)(shao)成輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)其他方法也可以制得輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的制取方法)，采用(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原(yuan)(yuan)料生產(chan)電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲(si)脫(tuo)(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研(yan)究認為(wei)(wei)，極少量(liang)的雜(za)(za)質(zhi)(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)體(ti)的雜(za)(za)質(zhi)(zhi)，可明顯影響晶(jing)粒的長大(da)(da)。因為(wei)(wei)雜(za)(za)質(zhi)(zhi)相(xiang)(xiang)的作(zuo)用(yong)在(zai)(zai)于增加晶(jing)界(jie)運動所需的能(neng)量(liang)。當晶(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)體(ti)能(neng)量(liang)降低(di)(di)，其降低(di)(di)量(liang)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)(heng)截面積(ji)成正比，所以必(bi)須提高晶(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)才能(neng)離(li)開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼續運動。并(bing)且當晶(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)(heng)截面積(ji)相(xiang)(xiang)等的晶(jing)界(jie)必(bi)須變(bian)形(xing)，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)愈多(duo)，晶(jing)粒長大(da)(da)的極限尺寸愈小。

另一(yi)方面(mian)為了降低電熔凝氧化鎂的顯氣孔率(lv)，也應盡量減少原(yuan)料氧化鎂的氣體排出，因(yin)此，采用燒(shao)結鎂砂電熔有其顯著優(you)點。

⑤電(dian)熔氧化鎂(mei)單晶的化學原料質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是(shi)同原(yuan)子(zi)(zi)(zi)和分子(zi)(zi)(zi)的量子(zi)(zi)(zi)力學本性(xing)如離(li)子(zi)(zi)(zi)半(ban)徑的尺(chi)寸，離(li)子(zi)(zi)(zi)的電位數值，離(li)子(zi)(zi)(zi)的電子(zi)(zi)(zi)外層(ceng)結(jie)構(gou)等相(xiang)關聯(lian)。而氧化鎂的離(li)子(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸、質量和電荷、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)和陰(yin)離(li)子(zi)(zi)(zi)之(zhi)間的結(jie)合特性(xing)和強(qiang)度、離(li)子(zi)(zi)(zi)的極(ji)化作用、結(jie)晶構(gou)造等決定它是(shi)一高熔點(dian)化合物。

氧化鎂的熔點和結(jie)構參數：陽離子(zi)半徑0.074mm;陰離子(zi)半徑0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配位(wei)數6;有(you)效(xiao)配位(wei)數8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)最重(zhong)要(yao)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)是由各(ge)種鎂(mei)質原料，通過(guo)(guo)各(ge)種形式的(de)(de)加熱(re)方(fang)法產生(sheng)高(gao)溫使(shi)鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)(rong)體。要(yao)使(shi)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)(rong)融，必須(xu)消耗大量的(de)(de)熱(re)能(neng)，以克服離子(zi)間的(de)(de)引力。通過(guo)(guo)強大電弧產生(sheng)高(gao)溫而熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)方(fang)法叫做電弧熔(rong)(rong)(rong)融法。這(zhe)個融化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)一(yi)般包(bao)括(kuo)熱(re)的(de)(de)傳導、脫(tuo)(tuo)水、脫(tuo)(tuo)碳、熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)、析(xi)晶、晶體長大等一(yi)系列(lie)物理化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。

①脫水(shui)過程。用水(shui)鎂石作原料有一脫水(shui)過程。水(shui)鎂石的主(zhu)要(yao)成(cheng)分(fen)是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過程(cheng)。用(yong)菱(ling)鎂(mei)礦作為原料時(shi)有(you)一(yi)個脫(tuo)碳過程(cheng)，脫(tuo)碳過程(cheng)包(bao)括兩個方面。一(yi)方面是(shi)菱(ling)鎂(mei)礦石的熱分(fen)解，菱(ling)鎂(mei)礦石的主要成分(fen)是(shi)碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由(you)于在(zai)(zai)電(dian)熔過程中往往在(zai)(zai)原料氧(yang)化鎂中加(jia)入石墨(mo)粉末(mo)添(tian)加(jia)物(助劑)，在(zai)(zai)電(dian)熔爐(lu)起(qi)動(dong)過程中需在(zai)(zai)三(san)電(dian)極(ji)(石墨(mo)電(dian)極(ji))的下端用石墨(mo)粉末(mo)鋪(pu)成三(san)角(jiao)形或星形導線路，在(zai)(zai)通(tong)電(dian)過程中受熱燒損或完全燃燒除(chu)去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過程。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過程即氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)(mei)離(li)子和(he)氧離(li)子在強電(dian)(dian)弧產生(sheng)的(de)(de)熱能作(zuo)用下(xia)，克(ke)服單晶體(ti)(ti)中的(de)(de)晶格(ge)能的(de)(de)束縛，變成(cheng)能自由(you)運動的(de)(de)過程。也就(jiu)(jiu)是說，氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)加(jia)熱到一(yi)(yi)定溫度(du)(熔(rong)(rong)點(dian))就(jiu)(jiu)會由(you)固體(ti)(ti)變成(cheng)液體(ti)(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)。在這一(yi)(yi)過程中需消(xiao)耗大量的(de)(de)電(dian)(dian)能。據(ju)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)生(sheng)產者對用水鎂(mei)(mei)(mei)石作(zuo)原料生(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)熱平(ping)衡的(de)(de)衡算，熱消(xiao)耗的(de)(de)比例如下(xia)：氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)晶體(ti)(ti)生(sheng)成(cheng)熱消(xiao)耗值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗熱值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)熱耗值(zhi)3.0%，冷(leng)卻水耗熱值(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐(lu)殼的(de)(de)水耗熱值(zhi)7.9%，爐(lu)子表(biao)面散熱值(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能損失值(zhi)3.2%，從這些統計數據(ju)可以(yi)看出，在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)