電(dian)弧熔爐生產電(dian)熔氧化鎂的工藝流程主要包括：原(yuan)料(liao)配料(liao)、電(dian)弧熔融、破碎、選別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁(ci)選、分類(lei)包裝等(deng)。

(1)原料

我國(guo)有豐(feng)富的優(you)質菱(ling)鎂(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)含量高，又易于開采(cai)，因此，被廣(guang)泛用(yong)作電熔氧化(hua)鎂(mei)的原(yuan)料(liao)。采(cai)用(yong)菱(ling)鎂(mei)石作原(yuan)料(liao)，碳酸(suan)鎂(mei)分解(jie)產生(sheng)CO2氣(qi)體，由于有大(da)量氣(qi)體從爐(lu)內(nei)排出影響(xiang)著電熔過(guo)程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧化鎂的(de)結晶帶的(de)形(xing)成均有(you)不利影響，由于大量塵料(liao)飛(fei)損，使物料(liao)損耗(hao)和能量消(xiao)耗(hao)增高(gao)，也惡化了車間生產環(huan)境。但由于優(you)質菱鎂礦石容易獲得(de)，價(jia)格很低廉(lian)，所以，仍是我國(guo)電(dian)熔氧化鎂用(yong)得(de)最多最廣泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石中氧化鎂(mei)(mei)的(de)含量(liang)高低和化學成(cheng)分直(zhi)接(jie)影響(xiang)到(dao)電熔(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)量(liang)，同時在電熔(rong)(rong)過程(cheng)中也(ye)直(zhi)接(jie)影響(xiang)到(dao)電熔(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)得到(dao)的(de)品級比例(li)，因(yin)此，為了保證電熔(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)量(liang)和品級比例(li)，必須對各種礦(kuang)石進行適當的(de)配比后(hou)進行熔(rong)(rong)煉。

②水(shui)鎂石(shi)。我國(guo)的(de)遼寧(ning)省水(shui)鎂石(shi)的(de)礦源非(fei)常(chang)豐(feng)富，水(shui)鎂石(shi)中氧化(hua)鎂含量高(gao)于(yu)菱鎂礦石(shi)。它也是一種制造電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)鎂的(de)原料，部分地區(qu)水(shui)鎂石(shi)的(de)化(hua)學成分見(jian)表2。

表2水鎂石的(de)化學成分/%

③輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)。以(yi)輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)作為電(dian)(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)原(yuan)料，可以(yi)使(shi)生產(chan)環境得(de)到(dao)改(gai)善，可以(yi)降低運輸費用。由于(yu)電(dian)(dian)熔時(shi)排出氣體少(shao)，成分也(ye)較均勻，對提高電(dian)(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)質量(liang)有利。

我國有一(yi)些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制(zhi)成(cheng)(cheng)球料入(ru)爐(lu)電(dian)熔(rong)。輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量達到(dao)98%，以此料能生(sheng)產出白色大結(jie)晶電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但由于成(cheng)(cheng)球費用(yong)(yong)高，影響生(sheng)產成(cheng)(cheng)本。目前，有的(de)廠家采(cai)用(yong)(yong)反(fan)射爐(lu)輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以一(yi)定的(de)粒(li)度加(jia)入(ru)熔(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量比用(yong)(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石好，成(cheng)(cheng)本又比用(yong)(yong)球料作原料時便宜(yi)，因而得到(dao)了一(yi)定的(de)推(tui)廣。

④燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)(wei)了某些電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)特(te)殊(shu)要求，有時(shi)必(bi)須在電熔(rong)過程中采用(yong)(yong)燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作為(wei)(wei)(wei)電熔(rong)原(yuan)料(liao)，如采用(yong)(yong)海(hai)(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作為(wei)(wei)(wei)電熔(rong)原(yuan)料(liao)，一(yi)般首先利用(yong)(yong)處理海(hai)(hai)水(shui)和(he)石灰(hui)乳作用(yong)(yong)生(sheng)(sheng)產氫(qing)(qing)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)(qing)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他(ta)方法(fa)也可以制得輕燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)制取方法(fa))，采用(yong)(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作為(wei)(wei)(wei)原(yuan)料(liao)生(sheng)(sheng)產電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉(la)特(te)爾(Ruttere)等研究認(ren)為(wei)(wei)(wei)，極少量(liang)(liang)的(de)雜(za)質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang))也屬(shu)于(yu)晶(jing)(jing)體的(de)雜(za)質(zhi)，可明顯(xian)影響(xiang)晶(jing)(jing)粒的(de)長大。因為(wei)(wei)(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)作用(yong)(yong)在于(yu)增(zeng)加(jia)晶(jing)(jing)界(jie)運動(dong)所(suo)需(xu)的(de)能(neng)量(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)體能(neng)量(liang)(liang)降低(di)，其降低(di)量(liang)(liang)與(yu)第(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積成正比(bi)，所(suo)以必(bi)須提(ti)高晶(jing)(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)才(cai)能(neng)離開第(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)繼續運動(dong)。并且當晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)第(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積相(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)界(jie)必(bi)須變形，第(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒長大的(de)極限尺寸愈小。

另一方面(mian)為(wei)了(le)降低(di)電熔凝氧(yang)化鎂的(de)顯氣孔率，也應盡(jin)量減(jian)少原料氧(yang)化鎂的(de)氣體排出，因此，采用燒結(jie)鎂砂電熔有其顯著優點(dian)。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶(jing)的化(hua)學原(yuan)料質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特(te)(te)性是同原子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和分子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)力學本性如離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)半徑(jing)的(de)(de)(de)(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)電位數(shu)值，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)外層結(jie)構(gou)等(deng)(deng)相關聯。而氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸、質量(liang)和電荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和陰離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)(de)(de)結(jie)合(he)特(te)(te)性和強度、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)極(ji)化(hua)作用、結(jie)晶構(gou)造等(deng)(deng)決(jue)定它是一高熔點化(hua)合(he)物(wu)。

氧化鎂的熔點(dian)和結構參數(shu)：陽離(li)子(zi)半徑0.074mm;陰離(li)子(zi)半徑0.53mm;結構類型NaCl;配位(wei)數(shu)6;有效配位(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂制造的(de)(de)最(zui)重要過(guo)(guo)程是由各(ge)種鎂質原料，通(tong)過(guo)(guo)各(ge)種形式的(de)(de)加熱(re)(re)方法(fa)產生(sheng)高溫使(shi)鎂質材料(MgO)熔化(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)鎂熔體(ti)。要使(shi)氧(yang)化(hua)(hua)鎂熔融，必須消耗大(da)量的(de)(de)熱(re)(re)能(neng)，以克服離子間的(de)(de)引力(li)。通(tong)過(guo)(guo)強大(da)電(dian)弧產生(sheng)高溫而熔化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)方法(fa)叫做(zuo)電(dian)弧熔融法(fa)。這個融化(hua)(hua)過(guo)(guo)程一(yi)(yi)般(ban)包括熱(re)(re)的(de)(de)傳(chuan)導、脫水(shui)、脫碳、熔化(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)長大(da)等一(yi)(yi)系(xi)列物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)(guo)程。

①脫(tuo)水過程(cheng)。用水鎂石作(zuo)原料有一脫(tuo)水過程(cheng)。水鎂石的主要成(cheng)分是氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程(cheng)。用菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦作(zuo)為原料時有一個(ge)脫碳(tan)過程(cheng)，脫碳(tan)過程(cheng)包(bao)括兩(liang)個(ge)方(fang)面(mian)。一方(fang)面(mian)是菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)的(de)(de)熱分解，菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)的(de)(de)主要成分是碳(tan)酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面(mian)，由于在(zai)電(dian)(dian)熔過程中往往在(zai)原料氧化鎂(mei)中加入石(shi)墨粉末添(tian)加物(助劑)，在(zai)電(dian)(dian)熔爐起動過程中需在(zai)三電(dian)(dian)極(石(shi)墨電(dian)(dian)極)的下端用石(shi)墨粉末鋪(pu)成三角(jiao)形或星形導線(xian)路，在(zai)通電(dian)(dian)過程中受(shou)熱(re)燒(shao)損(sun)或完(wan)全燃(ran)燒(shao)除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)。熔(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)鎂中鎂離子和氧(yang)(yang)離子在強電(dian)弧產生(sheng)(sheng)的熱能(neng)作用(yong)下(xia)，克(ke)服單晶(jing)體(ti)(ti)中的晶(jing)格能(neng)的束縛，變成(cheng)能(neng)自由運動的過(guo)程(cheng)。也就是說(shuo)，氧(yang)(yang)化(hua)鎂加熱到一定溫度(du)(熔(rong)點)就會由固(gu)體(ti)(ti)變成(cheng)液(ye)體(ti)(ti)，叫熔(rong)化(hua)。在這一過(guo)程(cheng)中需消耗大量的電(dian)能(neng)。據(ju)(ju)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂生(sheng)(sheng)產者對(dui)用(yong)水(shui)鎂石作原料生(sheng)(sheng)產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂的熱平衡(heng)(heng)的衡(heng)(heng)算，熱消耗的比例如下(xia)：氧(yang)(yang)化(hua)鎂晶(jing)體(ti)(ti)生(sheng)(sheng)成(cheng)熱消耗值34.9%，渣皮消耗熱值15.3%，散(san)砂生(sheng)(sheng)成(cheng)熱耗值3.0%，冷(leng)(leng)卻(que)水(shui)耗熱值8.4%，冷(leng)(leng)卻(que)爐殼的水(shui)耗熱值7.9%，爐子表面散(san)熱值6.4%，煙氣帶走熱值28.8%。電(dian)能(neng)損(sun)失值3.2%，從這些統計數據(ju)(ju)可以看出，在電(dian)熔(rong)