電弧熔爐(lu)生產電熔氧(yang)化(hua)鎂的工藝流程主要包括：原(yuan)料(liao)配(pei)料(liao)、電弧熔融、破(po)碎、選別(bie)、粉(fen)碎、篩別(bie)、磁(ci)選、分類包裝等。

(1)原料

我國(guo)有豐(feng)富的(de)優質菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)高，又易于開采，因此(ci)，被廣泛用作(zuo)電熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原料(liao)。采用菱(ling)鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料(liao)，碳酸鎂(mei)(mei)分解(jie)產生CO2氣體(ti)，由于有大(da)量(liang)氣體(ti)從爐內(nei)排(pai)出(chu)影響著(zhu)電熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化鎂的(de)結晶帶(dai)的(de)形(xing)成均有不利(li)影響，由(you)于大(da)量塵(chen)料(liao)飛(fei)損，使物料(liao)損耗和能量消耗增(zeng)高(gao)，也惡化了車(che)間(jian)生產環境。但由(you)于優(you)質菱鎂礦石(shi)容易獲(huo)得，價格很低廉，所(suo)以，仍(reng)是我國電熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化鎂用得最多最廣泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)中氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)含量(liang)高低和(he)化(hua)學成(cheng)分直接(jie)影響到(dao)電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)，同時在電(dian)熔過程中也直接(jie)影響到(dao)電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)得到(dao)的(de)品(pin)級(ji)(ji)比例，因(yin)此，為(wei)了(le)保證電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)和(he)品(pin)級(ji)(ji)比例，必須對(dui)各種礦石(shi)進行適當的(de)配(pei)比后進行熔煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石。我國的遼(liao)寧省水(shui)鎂(mei)(mei)石的礦源非常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)石中氧(yang)化鎂(mei)(mei)含量高(gao)于菱鎂(mei)(mei)礦石。它也是一種制造電熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的原料，部分地(di)區(qu)水(shui)鎂(mei)(mei)石的化學成分見表2。

表2水鎂(mei)石的(de)化學成分/%

③輕燒氧(yang)化鎂。以輕燒氧(yang)化鎂作為電(dian)熔氧(yang)化鎂原(yuan)料，可以使生產環境得到改善，可以降低運輸費用。由于電(dian)熔時排出氣體少，成分也較(jiao)均(jun)勻，對提高電(dian)熔氧(yang)化鎂質量(liang)有(you)利(li)。

我國有(you)一(yi)些電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制(zhi)成(cheng)(cheng)球(qiu)料(liao)(liao)入(ru)爐(lu)(lu)電熔(rong)(rong)。輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量達到98%，以此料(liao)(liao)能生產(chan)出白色大結晶電熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但由于成(cheng)(cheng)球(qiu)費用(yong)高，影(ying)響生產(chan)成(cheng)(cheng)本(ben)。目(mu)前，有(you)的(de)(de)廠家(jia)采用(yong)反(fan)射爐(lu)(lu)輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以一(yi)定(ding)的(de)(de)粒度加入(ru)熔(rong)(rong)爐(lu)(lu)電熔(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)質量比(bi)用(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石好(hao)，成(cheng)(cheng)本(ben)又比(bi)用(yong)球(qiu)料(liao)(liao)作原料(liao)(liao)時便宜，因而(er)得到了一(yi)定(ding)的(de)(de)推廣(guang)。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了某些電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特殊要(yao)求，有時必須在電(dian)熔(rong)(rong)過程中采用(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原料(liao)，如采用(yong)海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原料(liao)，一般(ban)首先(xian)利用(yong)處(chu)理(li)海(hai)水(shui)和(he)石灰(hui)乳作(zuo)用(yong)生產氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成(cheng)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)其(qi)他方法也可(ke)以制得輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見(jian)工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制取方法)，采用(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原料(liao)生產電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等(deng)研(yan)究認為(wei)(wei)，極少量的(de)(de)雜質(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬(shu)于晶(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)雜質(zhi)，可(ke)明顯影響晶(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)長(chang)大(da)。因為(wei)(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)在于增加晶(jing)(jing)界運動(dong)所需的(de)(de)能(neng)量。當晶(jing)(jing)界與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)體(ti)能(neng)量降低(di)，其(qi)降低(di)量與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面(mian)積成(cheng)正比，所以必須提高晶(jing)(jing)界能(neng)，晶(jing)(jing)界才能(neng)離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動(dong)。并(bing)且當晶(jing)(jing)界與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面(mian)積相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)晶(jing)(jing)界必須變形(xing)，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量愈多，晶(jing)(jing)粒(li)長(chang)大(da)的(de)(de)極限尺寸(cun)愈小(xiao)。

另一方(fang)面為了(le)降低(di)電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)顯(xian)氣孔率，也應盡量減少原料氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)氣體排出，因此，采用燒結鎂砂電熔有(you)其顯(xian)著優(you)點。

⑤電熔(rong)氧化鎂單晶的(de)化學原料(liao)質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是同原子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)力學本性如離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的(de)(de)(de)尺(chi)寸(cun)(cun)，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電位(wei)數值，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)外(wai)層結構等相關聯。而氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)(cun)、質量(liang)和(he)電荷(he)、陽(yang)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)(de)結合特(te)性和(he)強度(du)、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)極化(hua)作用、結晶構造等決定它是一高熔點化(hua)合物。

氧化鎂的熔(rong)點(dian)和(he)結構(gou)參數(shu)：陽離子半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離子半(ban)徑(jing)0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配(pei)位(wei)數(shu)6;有效配(pei)位(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)最重要過(guo)程是由各種鎂(mei)質原料，通過(guo)各種形式的(de)(de)加熱方法產生(sheng)(sheng)高(gao)溫使鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)，變成氧(yang)化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體。要使氧(yang)化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融(rong)(rong)，必(bi)須消耗(hao)大量的(de)(de)熱能，以克服離子間的(de)(de)引(yin)力(li)。通過(guo)強大電弧(hu)產生(sheng)(sheng)高(gao)溫而熔(rong)(rong)化(hua)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)方法叫做電弧(hu)熔(rong)(rong)融(rong)(rong)法。這個融(rong)(rong)化(hua)過(guo)程一般包括熱的(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大等一系列(lie)物理化(hua)學變化(hua)的(de)(de)過(guo)程。

①脫水過(guo)程。用水鎂石(shi)作(zuo)原料有一脫水過(guo)程。水鎂石(shi)的主要(yao)成分是(shi)氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其脫水過(guo)程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)程。用菱(ling)鎂(mei)礦作為原料時有一(yi)個脫碳過(guo)程，脫碳過(guo)程包括兩個方(fang)面。一(yi)方(fang)面是(shi)菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)的(de)熱分(fen)解，菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)的(de)主要成(cheng)分(fen)是(shi)碳酸(suan)鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面(mian)，由于在電熔過程(cheng)(cheng)中(zhong)往往在原(yuan)料氧(yang)化鎂中(zhong)加(jia)入石墨粉末(mo)(mo)添加(jia)物(wu)(助劑)，在電熔爐起(qi)動過程(cheng)(cheng)中(zhong)需在三電極(石墨電極)的下端用石墨粉末(mo)(mo)鋪成三角形或星形導(dao)線路，在通(tong)電過程(cheng)(cheng)中(zhong)受熱燒(shao)損(sun)或完全燃燒(shao)除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)即(ji)氧(yang)化(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子(zi)和氧(yang)離子(zi)在強電(dian)弧產生(sheng)(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)(re)能作(zuo)用下，克服(fu)單晶(jing)(jing)體中(zhong)的(de)(de)晶(jing)(jing)格能的(de)(de)束縛，變(bian)成(cheng)(cheng)能自(zi)由運動的(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。也就(jiu)是說，氧(yang)化(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)到一定溫度(du)(熔(rong)(rong)(rong)(rong)點)就(jiu)會由固體變(bian)成(cheng)(cheng)液體，叫熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)。在這(zhe)一過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)需消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)(de)電(dian)能。據(ju)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)產者對用水鎂(mei)石(shi)作(zuo)原料生(sheng)(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)(de)衡算(suan)，熱(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)比例如下：氧(yang)化(hua)鎂(mei)晶(jing)(jing)體生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)值34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值15.3%，散(san)砂生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值3.0%，冷(leng)卻(que)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值8.4%，冷(leng)卻(que)爐(lu)殼的(de)(de)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值7.9%，爐(lu)子(zi)表面(mian)散(san)熱(re)(re)(re)值6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)(re)(re)值28.8%。電(dian)能損失(shi)值3.2%，從這(zhe)些統計數據(ju)可以看出，在電(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)