電(dian)(dian)弧熔(rong)爐生產電(dian)(dian)熔(rong)氧化鎂的工藝流程主要包(bao)括：原料配料、電(dian)(dian)弧熔(rong)融、破(po)碎、選別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選、分類包(bao)裝(zhuang)等(deng)。

(1)原料

我國有豐富的優(you)質菱(ling)鎂(mei)礦石，氧(yang)化鎂(mei)含量高，又易于(yu)開采(cai)，因(yin)此，被(bei)廣(guang)泛用作(zuo)電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)的原(yuan)料。采(cai)用菱(ling)鎂(mei)石作(zuo)原(yuan)料，碳酸鎂(mei)分(fen)解產生CO2氣(qi)體，由于(yu)有大量氣(qi)體從爐內(nei)排出影響著電熔(rong)過程的進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧化鎂(mei)的結晶帶的形成均有不利影響，由于大(da)量塵料飛損，使物料損耗和能量消(xiao)耗增高，也惡(e)化了車(che)間生(sheng)產環(huan)境。但由于優質菱鎂(mei)礦石容易獲得，價(jia)格很低廉(lian)，所(suo)以，仍(reng)是我國電(dian)熔氧化鎂(mei)用得最多最廣泛的原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂礦。菱(ling)鎂礦石(shi)中(zhong)氧化(hua)鎂的(de)含(han)量(liang)高低和(he)化(hua)學成分直(zhi)接影(ying)響(xiang)到電熔(rong)凝氧化(hua)鎂的(de)質(zhi)量(liang)，同時在(zai)電熔(rong)過程中(zhong)也直(zhi)接影(ying)響(xiang)到電熔(rong)凝氧化(hua)鎂得到的(de)品(pin)級比(bi)例，因(yin)此(ci)，為了(le)保證電熔(rong)凝氧化(hua)鎂的(de)質(zhi)量(liang)和(he)品(pin)級比(bi)例，必須對各(ge)種礦石(shi)進行適當的(de)配比(bi)后(hou)進行熔(rong)煉。

②水鎂石。我國(guo)的遼寧省(sheng)水鎂石的礦(kuang)源非常豐富(fu)，水鎂石中氧(yang)化鎂含量(liang)高于菱鎂礦(kuang)石。它(ta)也是一種(zhong)制造電(dian)熔凝氧(yang)化鎂的原料(liao)，部分地區水鎂石的化學成分見(jian)表2。

表2水(shui)鎂石(shi)的化(hua)學成分/%

③輕燒氧化鎂。以(yi)輕燒氧化鎂作為電熔氧化鎂原(yuan)料，可以(yi)使(shi)生產環(huan)境(jing)得到改(gai)善，可以(yi)降低(di)運輸費用。由于電熔時排出氣體少，成分(fen)也較均勻，對提高電熔氧化鎂質量有利。

我國有(you)一些電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)以輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)制(zhi)成球(qiu)料入爐電熔。輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)含量達到98%，以此料能生(sheng)產出白(bai)色大結晶電熔氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)。但由于成球(qiu)費用高，影響生(sheng)產成本。目前，有(you)的(de)廠家采用反射爐輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)，以一定(ding)的(de)粒度加(jia)入熔爐電熔，電熔氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量比(bi)用菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)好，成本又比(bi)用球(qiu)料作原料時便宜，因而得到了一定(ding)的(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)砂。為(wei)(wei)了某些(xie)電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)特(te)殊要求，有(you)時必須在(zai)電(dian)熔過程中采用燒(shao)結鎂(mei)砂作為(wei)(wei)電(dian)熔原(yuan)(yuan)料，如(ru)采用海水鎂(mei)砂作為(wei)(wei)電(dian)熔原(yuan)(yuan)料，一般(ban)首(shou)先(xian)利用處理海水和石灰乳作用生產氫氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)，將(jiang)氫氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)煅燒(shao)成(cheng)輕燒(shao)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。用其他方(fang)法也可(ke)以(yi)制得輕燒(shao)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(詳見(jian)工業氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)制取方(fang)法)，采用輕燒(shao)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)作為(wei)(wei)原(yuan)(yuan)料生產電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等(deng)研究認(ren)為(wei)(wei)，極少量(liang)的(de)雜(za)(za)(za)質氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬于(yu)(yu)晶(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)雜(za)(za)(za)質，可(ke)明(ming)顯影(ying)響(xiang)晶(jing)(jing)(jing)粒(li)(li)的(de)長大。因為(wei)(wei)雜(za)(za)(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作用在(zai)于(yu)(yu)增加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)運動(dong)所(suo)需的(de)能(neng)量(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)(jing)(jing)體(ti)能(neng)量(liang)降低，其降低量(liang)與第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積成(cheng)正比，所(suo)以(yi)必須提高(gao)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)才能(neng)離開第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼(ji)續(xu)運動(dong)。并(bing)且當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，與第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)必須變形，第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈多(duo)，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)(li)長大的(de)極限尺寸愈小。

另(ling)一方(fang)面為了降低電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)的(de)顯(xian)氣孔率(lv)，也應盡(jin)量減少原料氧化鎂(mei)的(de)氣體排出(chu)，因此(ci)，采用燒(shao)結鎂(mei)砂電(dian)(dian)熔(rong)有其顯(xian)著(zhu)優(you)點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶的化(hua)學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特(te)性(xing)是(shi)(shi)同原子(zi)(zi)(zi)(zi)和分子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)(zi)力學本性(xing)如離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)半徑(jing)的(de)(de)尺寸(cun)，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)位數(shu)值，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)外層結(jie)構等相關聯。而氧化(hua)鎂的(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸(cun)、質(zhi)量和電(dian)荷(he)、陽(yang)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和陰離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)結(jie)合(he)特(te)性(xing)和強度、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極化(hua)作用、結(jie)晶構造等決定(ding)它(ta)是(shi)(shi)一(yi)高熔(rong)點化(hua)合(he)物。

氧(yang)化(hua)鎂的熔點(dian)和結構參數：陽離子(zi)半徑(jing)(jing)0.074mm;陰離子(zi)半徑(jing)(jing)0.53mm;結構類(lei)型NaCl;配(pei)位數6;有效配(pei)位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制造(zao)的(de)最重要過(guo)程是由(you)各(ge)種(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)質原料(liao)(liao)，通過(guo)各(ge)種(zhong)形式的(de)加熱(re)(re)方法(fa)(fa)(fa)產生(sheng)高溫(wen)使(shi)鎂(mei)(mei)(mei)質材料(liao)(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)體。要使(shi)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)融(rong)(rong)，必(bi)須消耗大量的(de)熱(re)(re)能，以克服(fu)離子間的(de)引力。通過(guo)強大電(dian)弧(hu)產生(sheng)高溫(wen)而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)方法(fa)(fa)(fa)叫做(zuo)電(dian)弧(hu)熔(rong)融(rong)(rong)法(fa)(fa)(fa)。這個(ge)融(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程一般包括熱(re)(re)的(de)傳導、脫(tuo)水(shui)、脫(tuo)碳、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)、析(xi)晶、晶體長(chang)大等一系列物理化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的(de)過(guo)程。

①脫水(shui)過(guo)(guo)程。用水(shui)鎂石作原料(liao)有一脫水(shui)過(guo)(guo)程。水(shui)鎂石的主要成(cheng)分是(shi)氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)(guo)程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)程。用菱(ling)(ling)鎂(mei)礦(kuang)作為原(yuan)料時有一個脫(tuo)碳(tan)過(guo)程，脫(tuo)碳(tan)過(guo)程包括兩(liang)個方(fang)面。一方(fang)面是菱(ling)(ling)鎂(mei)礦(kuang)石的(de)熱分解，菱(ling)(ling)鎂(mei)礦(kuang)石的(de)主要成分是碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方(fang)面，由于在電(dian)熔過(guo)程(cheng)(cheng)中往往在原料氧化鎂(mei)中加(jia)入(ru)石(shi)墨(mo)粉末(mo)添加(jia)物(助劑)，在電(dian)熔爐起動過(guo)程(cheng)(cheng)中需在三(san)電(dian)極(ji)(石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji))的下端用石(shi)墨(mo)粉末(mo)鋪成(cheng)三(san)角(jiao)形(xing)或星形(xing)導線路(lu)，在通電(dian)過(guo)程(cheng)(cheng)中受熱燒(shao)(shao)損或完全燃燒(shao)(shao)除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過(guo)程。熔(rong)化(hua)過(guo)程即氧(yang)化(hua)鎂中(zhong)(zhong)鎂離(li)子(zi)和氧(yang)離(li)子(zi)在強電(dian)弧產生(sheng)(sheng)的(de)熱(re)能作(zuo)(zuo)用下，克(ke)服單晶(jing)體中(zhong)(zhong)的(de)晶(jing)格能的(de)束縛，變成(cheng)能自由(you)運動的(de)過(guo)程。也就是(shi)說(shuo)，氧(yang)化(hua)鎂加熱(re)到一(yi)定溫度(du)(熔(rong)點)就會由(you)固體變成(cheng)液(ye)體，叫熔(rong)化(hua)。在這(zhe)一(yi)過(guo)程中(zhong)(zhong)需消耗大量的(de)電(dian)能。據(ju)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂生(sheng)(sheng)產者對用水鎂石作(zuo)(zuo)原(yuan)料生(sheng)(sheng)產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂的(de)熱(re)平衡的(de)衡算(suan)，熱(re)消耗的(de)比(bi)例如下：氧(yang)化(hua)鎂晶(jing)體生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)消耗值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消耗熱(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)耗值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水耗熱(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼的(de)水耗熱(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散熱(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數據(ju)可以看出，在電(dian)熔(rong)