電(dian)弧熔爐生產電(dian)熔氧化鎂的工(gong)藝流程主要包括：原料配料、電(dian)弧熔融、破碎、選(xuan)別(bie)、粉(fen)碎、篩別(bie)、磁(ci)選(xuan)、分類包裝等。

(1)原料

我(wo)國有豐(feng)富的優質菱鎂(mei)(mei)礦石，氧化鎂(mei)(mei)含(han)量(liang)高(gao)，又(you)易于開采，因此，被廣泛(fan)用(yong)作(zuo)電(dian)熔氧化鎂(mei)(mei)的原料。采用(yong)菱鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料，碳酸鎂(mei)(mei)分解產生CO2氣體(ti)，由于有大量(liang)氣體(ti)從爐內排(pai)出影響著電(dian)熔過(guo)程(cheng)的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)鎂(mei)的(de)結晶帶的(de)形成均(jun)有不利影響，由于大量塵料飛損，使物料損耗和能量消耗增高，也惡化(hua)了車間生產環境。但(dan)由于優質菱(ling)鎂(mei)礦石容(rong)易獲得，價(jia)格很低廉，所(suo)以，仍是我國電熔氧化(hua)鎂(mei)用得最(zui)多最(zui)廣泛(fan)的(de)原(yuan)料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石中(zhong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的含量高低和化學成分直(zhi)接影(ying)(ying)響到(dao)電熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的質量，同時在電熔過程(cheng)中(zhong)也(ye)直(zhi)接影(ying)(ying)響到(dao)電熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)得到(dao)的品級(ji)比例，因此(ci)，為了保證電熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的質量和品級(ji)比例，必須對各(ge)種礦石進(jin)行適(shi)當的配比后進(jin)行熔煉(lian)。

②水鎂石(shi)。我國的(de)遼寧省水鎂石(shi)的(de)礦源(yuan)非常(chang)豐富，水鎂石(shi)中氧化鎂含量(liang)高(gao)于菱鎂礦石(shi)。它也(ye)是一種(zhong)制(zhi)造電熔凝氧化鎂的(de)原(yuan)料，部分地區水鎂石(shi)的(de)化學(xue)成分見表2。

表2水鎂石的化(hua)學成(cheng)分(fen)/%

③輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂。以(yi)(yi)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂作(zuo)為電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂原料(liao)，可(ke)(ke)以(yi)(yi)使生產環境得到改善(shan)，可(ke)(ke)以(yi)(yi)降低運輸費用(yong)。由于電(dian)熔(rong)時排出(chu)氣體少，成分(fen)也較均(jun)勻(yun)，對提高電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂質量有(you)利。

我國有(you)(you)一些(xie)電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)球(qiu)料(liao)(liao)入爐(lu)電(dian)熔。輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)達到(dao)98%，以(yi)此料(liao)(liao)能生(sheng)產(chan)出白色(se)大結晶電(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)費(fei)用高(gao)，影響生(sheng)產(chan)成(cheng)本。目前，有(you)(you)的(de)(de)廠家采用反射爐(lu)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)一定的(de)(de)粒度(du)加入熔爐(lu)電(dian)熔，電(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量(liang)比(bi)用菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)好(hao)，成(cheng)本又比(bi)用球(qiu)料(liao)(liao)作原料(liao)(liao)時便(bian)宜，因而得到(dao)了一定的(de)(de)推廣(guang)。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)砂。為(wei)了(le)某(mou)些電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)(de)特殊要求(qiu)，有時必須在電熔(rong)(rong)過程中采用燒(shao)結(jie)鎂(mei)砂作為(wei)電熔(rong)(rong)原料，如采用海水(shui)鎂(mei)砂作為(wei)電熔(rong)(rong)原料，一般(ban)首(shou)先利用處理海水(shui)和(he)(he)石灰(hui)乳作用生產(chan)氫氧(yang)(yang)化鎂(mei)，將氫氧(yang)(yang)化鎂(mei)煅燒(shao)成(cheng)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)。用其他方(fang)法(fa)也可以制得輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)(de)制取方(fang)法(fa))，采用輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)作為(wei)原料生產(chan)電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)(he)拉特爾(Ruttere)等研究(jiu)認為(wei)，極(ji)少量的(de)(de)雜質氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)雜質，可明(ming)顯影響晶(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)長大(da)。因(yin)為(wei)雜質相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作用在于增加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)運動所需的(de)(de)能量。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)體(ti)能量降低，其降低量與(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積成(cheng)正比，所以必須提高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)能，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)才能離開(kai)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動。并且當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)必須變形(xing)，第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量愈多，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)長大(da)的(de)(de)極(ji)限尺寸愈小。

另(ling)一方(fang)面為了降低電熔凝氧化鎂(mei)的顯氣孔率，也應盡(jin)量減少原料氧化鎂(mei)的氣體排(pai)出，因此(ci)，采用燒結鎂(mei)砂電熔有其(qi)顯著優點。

⑤電熔氧化(hua)(hua)鎂單晶的(de)化(hua)(hua)學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特性是(shi)同原子(zi)和(he)分(fen)子(zi)的(de)(de)量子(zi)力學本(ben)性如離(li)子(zi)半徑的(de)(de)尺寸(cun)，離(li)子(zi)的(de)(de)電位(wei)數值，離(li)子(zi)的(de)(de)電子(zi)外(wai)層結(jie)構等相關(guan)聯。而氧化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)離(li)子(zi)尺寸(cun)、質量和(he)電荷、陽離(li)子(zi)和(he)陰(yin)離(li)子(zi)之間的(de)(de)結(jie)合特性和(he)強度(du)、離(li)子(zi)的(de)(de)極化(hua)(hua)(hua)作(zuo)用(yong)、結(jie)晶(jing)構造等決定它是(shi)一高(gao)熔點(dian)化(hua)(hua)(hua)合物。

氧化鎂的熔點(dian)和(he)結(jie)構(gou)(gou)參數：陽(yang)離子(zi)半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離子(zi)半(ban)徑(jing)0.53mm;結(jie)構(gou)(gou)類型NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)制造的(de)最重要(yao)過(guo)(guo)程是由(you)各種(zhong)鎂(mei)質原料，通過(guo)(guo)各種(zhong)形式的(de)加熱(re)方(fang)(fang)法產生高(gao)溫使(shi)鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)化，變(bian)成氧(yang)化鎂(mei)熔(rong)體。要(yao)使(shi)氧(yang)化鎂(mei)熔(rong)融(rong)，必須消耗大(da)量的(de)熱(re)能(neng)，以(yi)克(ke)服離子(zi)間的(de)引(yin)力(li)。通過(guo)(guo)強大(da)電弧產生高(gao)溫而熔(rong)化氧(yang)化鎂(mei)的(de)方(fang)(fang)法叫做(zuo)電弧熔(rong)融(rong)法。這個融(rong)化過(guo)(guo)程一(yi)般包(bao)括熱(re)的(de)傳(chuan)導、脫水、脫碳、熔(rong)化、析晶、晶體長大(da)等一(yi)系(xi)列物理化學(xue)變(bian)化的(de)過(guo)(guo)程。

①脫水(shui)過(guo)程(cheng)。用水(shui)鎂石作原料有一脫水(shui)過(guo)程(cheng)。水(shui)鎂石的主要成分(fen)是氫(qing)氧化(hua)鎂Mg(OH)2。其(qi)脫水(shui)過(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過(guo)程。用(yong)菱鎂(mei)礦作為原料時有一(yi)個(ge)脫(tuo)碳過(guo)程，脫(tuo)碳過(guo)程包括(kuo)兩個(ge)方面。一(yi)方面是菱鎂(mei)礦石(shi)的熱分解，菱鎂(mei)礦石(shi)的主要(yao)成分是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在電(dian)熔(rong)過(guo)程中往(wang)往(wang)在原料(liao)氧(yang)化鎂中加入(ru)石(shi)墨粉末添加物(wu)(助劑)，在電(dian)熔(rong)爐(lu)起(qi)動過(guo)程中需在三電(dian)極(ji)(石(shi)墨電(dian)極(ji))的下端用石(shi)墨粉末鋪(pu)成三角形或星形導線路，在通電(dian)過(guo)程中受熱燒損或完全燃燒除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)即氧化(hua)(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離(li)子(zi)和氧離(li)子(zi)在強電弧產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)熱(re)(re)能(neng)(neng)作(zuo)用(yong)下，克(ke)服單(dan)晶(jing)體(ti)中(zhong)的(de)晶(jing)格(ge)能(neng)(neng)的(de)束縛，變成能(neng)(neng)自(zi)由(you)運動的(de)過(guo)程(cheng)。也就是(shi)說，氧化(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)到一定溫度(du)(熔(rong)(rong)(rong)(rong)點(dian))就會由(you)固體(ti)變成液體(ti)，叫熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)。在這(zhe)一過(guo)程(cheng)中(zhong)需消耗(hao)大量(liang)的(de)電能(neng)(neng)。據(ju)電熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)者對用(yong)水鎂(mei)石(shi)作(zuo)原(yuan)料生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)電熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)熱(re)(re)平衡(heng)的(de)衡(heng)算，熱(re)(re)消耗(hao)的(de)比例如下：氧化(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)體(ti)生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)消耗(hao)值(zhi)34.9%，渣(zha)皮(pi)消耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂(sha)生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)(leng)卻水耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)(leng)卻爐(lu)(lu)殼的(de)水耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)(lu)子(zi)表面散熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電能(neng)(neng)損(sun)失值(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數據(ju)可以看出，在電熔(rong)(rong)(rong)(rong)