電弧(hu)熔(rong)爐生產電熔(rong)氧(yang)化鎂的工藝流程主要包(bao)括：原料(liao)配料(liao)、電弧(hu)熔(rong)融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分類(lei)包(bao)裝等。

(1)原料

我(wo)國有(you)豐富的(de)優質菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)，氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量高，又易于(yu)開采，因(yin)此(ci)，被(bei)廣泛用(yong)作(zuo)電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)原料。采用(yong)菱(ling)鎂(mei)石(shi)作(zuo)原料，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣(qi)體(ti)，由于(yu)有(you)大量氣(qi)體(ti)從(cong)爐內排(pai)出(chu)影響著電熔(rong)過程的(de)進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)的結晶(jing)帶的形成均(jun)有不利(li)影響，由于大(da)量塵料飛損，使(shi)物(wu)料損耗(hao)和(he)能(neng)量消耗(hao)增高，也(ye)惡化了車間生(sheng)產環境(jing)。但由于優質菱鎂(mei)礦石(shi)容易獲得，價格很(hen)低廉，所以，仍是(shi)我國電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)用得最多最廣泛的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)礦石中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)含量(liang)高低和化(hua)學成(cheng)分直接影(ying)響到電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)，同時在電熔(rong)(rong)過(guo)程(cheng)中(zhong)也直接影(ying)響到電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)得到的(de)品級(ji)比(bi)例，因(yin)此(ci)，為了保(bao)證電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)和品級(ji)比(bi)例，必須(xu)對(dui)各種礦石進(jin)行適當的(de)配(pei)比(bi)后進(jin)行熔(rong)(rong)煉。

②水(shui)鎂石。我國的(de)(de)遼寧省水(shui)鎂石的(de)(de)礦源(yuan)非常豐富，水(shui)鎂石中氧化(hua)鎂含量高于菱鎂礦石。它(ta)也是一種制(zhi)造電熔凝氧化(hua)鎂的(de)(de)原料(liao)，部(bu)分地(di)區水(shui)鎂石的(de)(de)化(hua)學成分見(jian)表(biao)2。

表2水鎂石的化學(xue)成分/%

③輕(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)。以輕(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)作為(wei)電(dian)熔(rong)(rong)氧化鎂(mei)(mei)原料，可以使生產(chan)環境得(de)到(dao)改善，可以降(jiang)低運(yun)輸費用。由(you)于(yu)電(dian)熔(rong)(rong)時排出氣體少，成分(fen)也較均(jun)勻，對提高電(dian)熔(rong)(rong)氧化鎂(mei)(mei)質量有(you)利(li)。

我(wo)國(guo)有一(yi)些(xie)電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)以輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)制成(cheng)球(qiu)(qiu)料(liao)入爐電熔(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)含量達(da)到98%，以此料(liao)能生(sheng)產出(chu)白色大結晶電熔(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)(qiu)費用高，影響(xiang)生(sheng)產成(cheng)本(ben)。目前，有的(de)廠(chang)家采用反射爐輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)，以一(yi)定(ding)的(de)粒度加入熔(rong)爐電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質量比用菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本(ben)又比用球(qiu)(qiu)料(liao)作原(yuan)料(liao)時便宜，因(yin)而得到了一(yi)定(ding)的(de)推(tui)廣。

④燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)了某些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特殊要求，有時(shi)必須(xu)在電(dian)(dian)熔(rong)過程中采用(yong)燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原料，如采用(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原料，一般首先(xian)利用(yong)處(chu)理海水(shui)和(he)石灰(hui)乳作(zuo)用(yong)生產氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成(cheng)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)其他方(fang)法也可以制得輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制取方(fang)法)，采用(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原料生產電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)(wei)，極(ji)(ji)少量(liang)的(de)(de)雜(za)質氣體(ti)(相(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)雜(za)質，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)長(chang)(chang)大。因為(wei)(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)在于(yu)增加晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)運(yun)動所(suo)需的(de)(de)能(neng)量(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)能(neng)量(liang)降低，其降低量(liang)與(yu)第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面(mian)積成(cheng)正比，所(suo)以必須(xu)提(ti)高晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)才能(neng)離開第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并且當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，與(yu)第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面(mian)積相(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)必須(xu)變形(xing)，第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒長(chang)(chang)大的(de)(de)極(ji)(ji)限尺(chi)寸愈小。

另(ling)一方面為了降低電熔(rong)凝氧化鎂(mei)的(de)顯(xian)氣孔率，也應盡量減少原料(liao)氧化鎂(mei)的(de)氣體排(pai)出(chu)，因此，采用燒結鎂(mei)砂(sha)電熔(rong)有其顯(xian)著優(you)點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原料質(zhi)量要求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特(te)性是(shi)同原(yuan)子(zi)(zi)和(he)分(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)力學(xue)本性如(ru)離子(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺(chi)寸，離子(zi)(zi)的(de)(de)電位(wei)數值，離子(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)外層結構等相關聯(lian)。而(er)氧化(hua)鎂的(de)(de)離子(zi)(zi)尺(chi)寸、質(zhi)量和(he)電荷、陽離子(zi)(zi)和(he)陰離子(zi)(zi)之間的(de)(de)結合特(te)性和(he)強度、離子(zi)(zi)的(de)(de)極化(hua)作用、結晶構造(zao)等決定它是(shi)一高(gao)熔(rong)點(dian)化(hua)合物(wu)。

氧化鎂的熔點(dian)和結構參(can)數：陽(yang)離(li)子半(ban)徑(jing)0.074mm;陰(yin)離(li)子半(ban)徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密(mi)度(du)3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)最重(zhong)要過(guo)(guo)程是(shi)由各種鎂(mei)質原料(liao)，通(tong)過(guo)(guo)各種形式的(de)(de)加熱(re)方法產生高溫(wen)使鎂(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)，變成氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)熔(rong)體。要使氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)熔(rong)融(rong)，必須消耗大(da)量(liang)的(de)(de)熱(re)能，以克服離子間的(de)(de)引力。通(tong)過(guo)(guo)強大(da)電(dian)弧產生高溫(wen)而熔(rong)化(hua)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)方法叫做電(dian)弧熔(rong)融(rong)法。這(zhe)個融(rong)化(hua)過(guo)(guo)程一般(ban)包括熱(re)的(de)(de)傳(chuan)導(dao)、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)化(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大(da)等一系列(lie)物(wu)理化(hua)學(xue)變化(hua)的(de)(de)過(guo)(guo)程。

①脫水(shui)(shui)過程(cheng)。用水(shui)(shui)鎂石作原料有一脫水(shui)(shui)過程(cheng)。水(shui)(shui)鎂石的主要成分是氫(qing)氧化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)(shui)過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過(guo)程(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)(mei)礦作為原料(liao)時有一個脫碳(tan)過(guo)程(cheng)，脫碳(tan)過(guo)程(cheng)包(bao)括(kuo)兩個方面。一方面是菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石的(de)熱分解(jie)，菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石的(de)主要(yao)成分是碳(tan)酸(suan)鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于(yu)在(zai)電熔過(guo)程(cheng)(cheng)中往往在(zai)原料氧化(hua)鎂中加入石(shi)墨(mo)(mo)(mo)粉(fen)末(mo)添(tian)加物(助(zhu)劑)，在(zai)電熔爐起動過(guo)程(cheng)(cheng)中需(xu)在(zai)三(san)電極(石(shi)墨(mo)(mo)(mo)電極)的下端用石(shi)墨(mo)(mo)(mo)粉(fen)末(mo)鋪成(cheng)三(san)角形或星形導線(xian)路，在(zai)通電過(guo)程(cheng)(cheng)中受熱燒損或完全(quan)燃燒除(chu)去石(shi)墨(mo)(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化過(guo)程(cheng)(cheng)。熔(rong)(rong)(rong)化過(guo)程(cheng)(cheng)即氧(yang)化鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離子(zi)和氧(yang)離子(zi)在(zai)(zai)強(qiang)電弧產生(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)能作(zuo)用下，克服單晶體中的(de)(de)(de)晶格能的(de)(de)(de)束縛，變(bian)(bian)成(cheng)(cheng)能自由(you)(you)運(yun)動的(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)。也就是說，氧(yang)化鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)(re)到一定溫(wen)度(熔(rong)(rong)(rong)點)就會由(you)(you)固體變(bian)(bian)成(cheng)(cheng)液體，叫(jiao)熔(rong)(rong)(rong)化。在(zai)(zai)這(zhe)一過(guo)程(cheng)(cheng)中需消(xiao)耗大(da)量的(de)(de)(de)電能。據(ju)電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)生(sheng)產者對用水鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料生(sheng)產電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)平(ping)衡的(de)(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗的(de)(de)(de)比(bi)例如下：氧(yang)化鎂(mei)(mei)晶體生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)(re)耗值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水耗熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼的(de)(de)(de)水耗熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電能損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這(zhe)些(xie)統計數(shu)據(ju)可以看出(chu)，在(zai)(zai)電熔(rong)(rong)(rong)