電弧(hu)熔(rong)爐生產電熔(rong)氧化鎂的工藝流(liu)程主要包括：原料(liao)(liao)配料(liao)(liao)、電弧(hu)熔(rong)融(rong)、破碎(sui)、選別、粉(fen)碎(sui)、篩別、磁選、分類包裝等(deng)。

(1)原料

我(wo)國有(you)豐富(fu)的優質菱鎂(mei)礦石(shi)，氧化鎂(mei)含量高，又易于開采，因此(ci)，被廣泛用作電熔氧化鎂(mei)的原(yuan)料。采用菱鎂(mei)石(shi)作原(yuan)料，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣(qi)體(ti)，由于有(you)大量氣(qi)體(ti)從爐內排(pai)出(chu)影響著(zhu)電熔過程的進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的結晶帶的形成均(jun)有不利影響，由于大量(liang)塵料(liao)(liao)(liao)飛損，使物料(liao)(liao)(liao)損耗(hao)和能量(liang)消(xiao)耗(hao)增(zeng)高(gao)，也惡(e)化(hua)(hua)(hua)了(le)車間生產環(huan)境。但由于優質(zhi)菱鎂礦石容易獲得，價格很(hen)低廉(lian)，所以，仍是我(wo)國電(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂用得最(zui)多最(zui)廣泛的原(yuan)料(liao)(liao)(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)中氧化鎂(mei)的(de)含量(liang)(liang)(liang)高低和化學成分直接影響到電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)的(de)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)，同時在電(dian)熔(rong)過程中也直接影響到電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)得到的(de)品(pin)級比(bi)例，因此，為了保(bao)證電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)的(de)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)和品(pin)級比(bi)例，必(bi)須對各種礦(kuang)石(shi)進(jin)行(xing)適當的(de)配比(bi)后進(jin)行(xing)熔(rong)煉。

②水鎂(mei)石(shi)。我(wo)國(guo)的(de)(de)遼(liao)寧省水鎂(mei)石(shi)的(de)(de)礦源非常豐(feng)富，水鎂(mei)石(shi)中氧化(hua)鎂(mei)含量高于(yu)菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)。它也是一種制(zhi)造電熔凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)原料，部分(fen)地區水鎂(mei)石(shi)的(de)(de)化(hua)學成分(fen)見表2。

表2水(shui)鎂石(shi)的化學成分/%

③輕燒氧(yang)化鎂。以(yi)輕燒氧(yang)化鎂作(zuo)為(wei)電熔氧(yang)化鎂原料，可以(yi)使生產環境得到改善，可以(yi)降低運輸費用。由(you)于電熔時排出(chu)氣體少，成分也較均勻，對提高電熔氧(yang)化鎂質(zhi)量有利(li)。

我國有(you)一些電熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂以輕燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂制成球料入(ru)爐電熔(rong)。輕燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂含量(liang)達到98%，以此料能(neng)生產(chan)出白色大結(jie)晶電熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂。但由于成球費用(yong)(yong)高，影(ying)響生產(chan)成本(ben)。目前，有(you)的廠家采用(yong)(yong)反射爐輕燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂，以一定的粒度加(jia)入(ru)熔(rong)爐電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的質(zhi)量(liang)比用(yong)(yong)菱(ling)鎂礦石好，成本(ben)又(you)比用(yong)(yong)球料作原料時便宜(yi)，因而得到了一定的推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)了某些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特殊要求，有時必(bi)(bi)須(xu)在電(dian)熔(rong)過程中采(cai)用(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂作為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原料(liao)(liao)，如采(cai)用(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)(mei)砂作為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原料(liao)(liao)，一(yi)般首先利用(yong)處理海(hai)水和石灰乳作用(yong)生(sheng)產(chan)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)其(qi)他(ta)方法也可以(yi)制(zhi)得輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業(ye)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制(zhi)取方法)，采(cai)用(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作為(wei)(wei)原料(liao)(liao)生(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研(yan)究認(ren)為(wei)(wei)，極少量的(de)(de)雜(za)質(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬(shu)于晶(jing)體(ti)的(de)(de)雜(za)質(zhi)，可明顯影響晶(jing)粒(li)的(de)(de)長大(da)。因為(wei)(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作用(yong)在于增加晶(jing)界運動所需的(de)(de)能量。當晶(jing)界與第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)體(ti)能量降(jiang)低(di)，其(qi)降(jiang)低(di)量與第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積成正比，所以(yi)必(bi)(bi)須(xu)提高晶(jing)界能，晶(jing)界才(cai)能離開第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)界與第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)界必(bi)(bi)須(xu)變形，第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)數量愈多，晶(jing)粒(li)長大(da)的(de)(de)極限尺寸愈小。

另一方面為了降低電熔凝氧化鎂的顯氣(qi)孔率，也應盡量減少(shao)原料氧化鎂的氣(qi)體排出，因此，采用燒結鎂砂(sha)電熔有(you)其顯著優點。

⑤電(dian)熔氧化鎂單晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是(shi)同原子(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)的(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)力學(xue)本性如離(li)子(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺(chi)寸(cun)，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電位數值，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)外層結(jie)(jie)構等(deng)相(xiang)關聯。而氧化鎂的(de)(de)離(li)子(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)、質量(liang)和(he)(he)電荷(he)、陽離(li)子(zi)(zi)和(he)(he)陰離(li)子(zi)(zi)之(zhi)間的(de)(de)結(jie)(jie)合特(te)性和(he)(he)強度(du)、離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)極化作用、結(jie)(jie)晶構造等(deng)決定(ding)它是(shi)一高熔點化合物。

氧化鎂(mei)的熔(rong)點和結構(gou)(gou)參數(shu)：陽離子半(ban)徑0.074mm;陰離子半(ban)徑0.53mm;結構(gou)(gou)類型NaCl;配(pei)位數(shu)6;有效配(pei)位數(shu)8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂制造的(de)(de)最重要過(guo)程(cheng)是由各(ge)種鎂質原料，通過(guo)各(ge)種形式的(de)(de)加熱方(fang)(fang)法產生高溫(wen)使鎂質材料(MgO)熔(rong)化(hua)，變成氧(yang)化(hua)鎂熔(rong)體(ti)。要使氧(yang)化(hua)鎂熔(rong)融，必(bi)須消耗大(da)量(liang)的(de)(de)熱能，以(yi)克(ke)服(fu)離子(zi)間的(de)(de)引力。通過(guo)強大(da)電(dian)(dian)弧產生高溫(wen)而熔(rong)化(hua)氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)方(fang)(fang)法叫做(zuo)電(dian)(dian)弧熔(rong)融法。這個(ge)融化(hua)過(guo)程(cheng)一般包(bao)括熱的(de)(de)傳導、脫水(shui)、脫碳(tan)、熔(rong)化(hua)、析晶、晶體(ti)長大(da)等一系列(lie)物(wu)理化(hua)學變化(hua)的(de)(de)過(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)過(guo)程(cheng)。用水(shui)鎂(mei)石(shi)作原料(liao)有一脫水(shui)過(guo)程(cheng)。水(shui)鎂(mei)石(shi)的主要(yao)成分(fen)是氫(qing)氧化(hua)鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)。用菱(ling)鎂礦(kuang)作為原料時有一(yi)個(ge)脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)包(bao)括(kuo)兩(liang)個(ge)方面。一(yi)方面是(shi)(shi)菱(ling)鎂礦(kuang)石的(de)熱(re)分解，菱(ling)鎂礦(kuang)石的(de)主要成分是(shi)(shi)碳(tan)(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面(mian)，由于在(zai)(zai)(zai)電熔(rong)過(guo)程中往(wang)往(wang)在(zai)(zai)(zai)原(yuan)料(liao)氧化鎂中加入石(shi)墨(mo)粉末添加物(助劑)，在(zai)(zai)(zai)電熔(rong)爐起動過(guo)程中需在(zai)(zai)(zai)三電極(石(shi)墨(mo)電極)的下端用石(shi)墨(mo)粉末鋪成三角形(xing)或星形(xing)導線路，在(zai)(zai)(zai)通電過(guo)程中受熱燒損或完全燃燒除去(qu)石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離子(zi)和氧(yang)(yang)離子(zi)在(zai)強電(dian)弧(hu)產(chan)生的(de)(de)(de)熱(re)(re)能(neng)作用下，克(ke)服(fu)單晶體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)(de)束(shu)縛，變成能(neng)自由(you)運(yun)動(dong)的(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)。也就是說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)到一定溫度(熔(rong)點(dian))就會由(you)固體(ti)變成液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)。在(zai)這一過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)中(zhong)需(xu)消(xiao)耗大量(liang)的(de)(de)(de)電(dian)能(neng)。據電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生產(chan)者對用水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石作原料生產(chan)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)平衡的(de)(de)(de)衡算，熱(re)(re)消(xiao)耗的(de)(de)(de)比例如下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶體(ti)生成熱(re)(re)消(xiao)耗值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生成熱(re)(re)耗值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻(que)水(shui)(shui)耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻(que)爐(lu)殼的(de)(de)(de)水(shui)(shui)耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表面(mian)散(san)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走(zou)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這些統計數據可以看(kan)出，在(zai)電(dian)熔(rong)