電弧熔爐生(sheng)產電熔氧化(hua)鎂的工(gong)藝流程主要包括：原料(liao)配料(liao)、電弧熔融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分類包裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有(you)豐富的(de)優質菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)，氧化(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量高，又(you)易(yi)于開采(cai)，因此，被廣泛(fan)用作(zuo)電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原料。采(cai)用菱(ling)鎂(mei)(mei)石(shi)作(zuo)原料，碳酸鎂(mei)(mei)分解產(chan)生CO2氣(qi)體，由于有(you)大(da)量氣(qi)體從爐(lu)內(nei)排(pai)出影響(xiang)著(zhu)電(dian)熔過程(cheng)的(de)進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂(mei)(mei)的結晶(jing)帶的形成均(jun)有不利影響，由(you)于大量塵料(liao)(liao)飛損，使物料(liao)(liao)損耗和能量消耗增(zeng)高，也(ye)惡化了車間生(sheng)產環境(jing)。但由(you)于優質菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)容易獲(huo)得(de)，價(jia)格很(hen)低廉，所以，仍是我國電熔氧化鎂(mei)(mei)用(yong)得(de)最多(duo)最廣泛的原料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)。菱鎂礦(kuang)石(shi)中氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)含量高低(di)和化(hua)(hua)學成分直接影響(xiang)到電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)質量，同時在電(dian)熔(rong)(rong)(rong)過程中也直接影響(xiang)到電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂得到的(de)(de)品級(ji)比例(li)，因此，為了保證電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)質量和品級(ji)比例(li)，必須(xu)對各種(zhong)礦(kuang)石(shi)進行適當的(de)(de)配比后進行熔(rong)(rong)(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)。我(wo)國的遼寧(ning)省水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)的礦源非常豐富(fu)，水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)中氧化鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦石(shi)(shi)。它也是(shi)一種制造電熔(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)的原料(liao)，部分地區水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)的化學成分見表2。

表2水鎂石的(de)化學成分/%

③輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。以(yi)輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)為電(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)原料，可(ke)以(yi)使生產環境得到改善，可(ke)以(yi)降(jiang)低(di)運輸(shu)費用(yong)。由(you)于(yu)電(dian)熔時排出氣體少，成分也較(jiao)均勻，對提(ti)高電(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)質量有利(li)。

我國(guo)有一(yi)些(xie)電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制(zhi)成(cheng)(cheng)球料(liao)入(ru)爐電熔(rong)(rong)。輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量達到(dao)98%，以(yi)此料(liao)能生產(chan)出白(bai)色(se)大結晶電熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由于(yu)成(cheng)(cheng)球費用高(gao)，影(ying)響生產(chan)成(cheng)(cheng)本(ben)。目(mu)前，有的廠家采(cai)用反射爐輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)一(yi)定的粒(li)度加(jia)入(ru)熔(rong)(rong)爐電熔(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的質量比用菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石好，成(cheng)(cheng)本(ben)又比用球料(liao)作原料(liao)時便宜，因而得到(dao)了一(yi)定的推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)了某(mou)些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)特殊要求，有時必須(xu)(xu)在電(dian)熔(rong)過程(cheng)中采用(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂作為(wei)電(dian)熔(rong)原料(liao)，如(ru)采用(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)砂作為(wei)電(dian)熔(rong)原料(liao)，一(yi)般首(shou)先利用(yong)(yong)處理海水和石灰乳(ru)作用(yong)(yong)生(sheng)產(chan)氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其(qi)他方(fang)法也可以(yi)制(zhi)(zhi)得輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳(xiang)見工業氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)制(zhi)(zhi)取方(fang)法)，采用(yong)(yong)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作為(wei)原料(liao)生(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極(ji)少(shao)量的(de)雜質氣體(ti)(相(xiang))也屬于(yu)晶(jing)體(ti)的(de)雜質，可明顯影(ying)響晶(jing)粒(li)的(de)長大。因(yin)為(wei)雜質相(xiang)的(de)作用(yong)(yong)在于(yu)增加晶(jing)界(jie)(jie)運(yun)動(dong)所(suo)需的(de)能量。當晶(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二相(xiang)相(xiang)遇時，晶(jing)體(ti)能量降(jiang)低(di)，其(qi)降(jiang)低(di)量與(yu)第(di)二相(xiang)橫(heng)截(jie)面積成正比(bi)，所(suo)以(yi)必須(xu)(xu)提高晶(jing)界(jie)(jie)能，晶(jing)界(jie)(jie)才能離開第(di)二相(xiang)繼(ji)續運(yun)動(dong)。并(bing)且當晶(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二相(xiang)相(xiang)遇時，與(yu)第(di)二相(xiang)橫(heng)截(jie)面積相(xiang)等的(de)晶(jing)界(jie)(jie)必須(xu)(xu)變形，第(di)二相(xiang)數(shu)量愈多，晶(jing)粒(li)長大的(de)極(ji)限尺寸愈小。

另一方面為了降低電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂的(de)顯氣孔率，也應盡量減少原(yuan)料氧(yang)化鎂的(de)氣體排出，因此(ci)，采用燒(shao)結鎂砂電(dian)熔(rong)有(you)其顯著優點(dian)。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學(xue)原料質量(liang)要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是(shi)同原子(zi)(zi)(zi)(zi)和分子(zi)(zi)(zi)(zi)的量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)力學(xue)本性(xing)如離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)半徑(jing)的尺寸，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的電(dian)位數(shu)值，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的電(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)外層結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)等相關聯。而氧(yang)化鎂(mei)的離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸、質量(liang)和電(dian)荷(he)、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和陰離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)之(zhi)間(jian)的結(jie)(jie)(jie)合(he)特(te)性(xing)和強(qiang)度、離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的極化作(zuo)用、結(jie)(jie)(jie)晶構(gou)(gou)造等決定它是(shi)一高熔點化合(he)物。

氧(yang)化(hua)鎂(mei)的熔點和結構參數(shu)：陽離(li)子半徑(jing)0.074mm;陰離(li)子半徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配位(wei)數(shu)6;有效(xiao)配位(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)最重要(yao)過(guo)程是由各種鎂(mei)質原料，通(tong)(tong)過(guo)各種形式(shi)的(de)加熱方(fang)法(fa)產生高溫使鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)體。要(yao)使氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)融，必須消耗大(da)量的(de)熱能，以克(ke)服離子間的(de)引力。通(tong)(tong)過(guo)強(qiang)大(da)電弧(hu)產生高溫而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)方(fang)法(fa)叫做(zuo)電弧(hu)熔(rong)融法(fa)。這個融化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程一般包括熱的(de)傳導、脫水(shui)、脫碳(tan)、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體長大(da)等一系列物理(li)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)過(guo)程。

①脫水(shui)過(guo)程(cheng)。用水(shui)鎂石作原(yuan)料有一脫水(shui)過(guo)程(cheng)。水(shui)鎂石的主要成分(fen)是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過程。用菱鎂(mei)礦作為原(yuan)料時(shi)有一(yi)個脫(tuo)碳過程，脫(tuo)碳過程包括兩個方面(mian)。一(yi)方面(mian)是菱鎂(mei)礦石的熱(re)分(fen)解，菱鎂(mei)礦石的主(zhu)要成分(fen)是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面(mian)，由于在(zai)電熔過程(cheng)中(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)原料氧化鎂(mei)中(zhong)加入(ru)石(shi)墨(mo)(mo)粉(fen)末(mo)添(tian)加物(wu)(助劑)，在(zai)電熔爐起動過程(cheng)中(zhong)需在(zai)三電極(ji)(石(shi)墨(mo)(mo)電極(ji))的下(xia)端(duan)用(yong)石(shi)墨(mo)(mo)粉(fen)末(mo)鋪成三角形(xing)或(huo)星形(xing)導線路，在(zai)通(tong)電過程(cheng)中(zhong)受熱(re)燒損或(huo)完全燃燒除去石(shi)墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過程。熔(rong)化(hua)(hua)過程即氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)(zhong)鎂(mei)(mei)離子和(he)氧(yang)離子在(zai)強電弧產生的(de)(de)熱(re)(re)(re)能作用下(xia)，克(ke)服單晶(jing)體(ti)中(zhong)(zhong)的(de)(de)晶(jing)格能的(de)(de)束縛，變成能自由運動的(de)(de)過程。也(ye)就是說，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)到一(yi)定溫度(熔(rong)點)就會(hui)由固體(ti)變成液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)。在(zai)這一(yi)過程中(zhong)(zhong)需消耗(hao)大(da)量(liang)的(de)(de)電能。據電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生產者(zhe)對(dui)用水鎂(mei)(mei)石作原料生產電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)(de)衡算(suan)，熱(re)(re)(re)消耗(hao)的(de)(de)比例如下(xia)：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)體(ti)生成熱(re)(re)(re)消耗(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生成熱(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻(que)水耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻(que)爐殼的(de)(de)水耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電能損(sun)失(shi)值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據可以看出，在(zai)電熔(rong)