電(dian)弧熔爐生產電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)的(de)工藝(yi)流程主(zhu)要包(bao)括：原料配料、電(dian)弧熔融、破碎(sui)、選別、粉碎(sui)、篩(shai)別、磁選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富的優質菱鎂(mei)(mei)礦石，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量高，又易于(yu)開采，因此，被廣(guang)泛用(yong)作電熔氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的原(yuan)料。采用(yong)菱鎂(mei)(mei)石作原(yuan)料，碳酸鎂(mei)(mei)分解產生(sheng)CO2氣體(ti)(ti)，由于(yu)有(you)大量氣體(ti)(ti)從爐內(nei)排出影(ying)響著電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化鎂的結晶帶的形成(cheng)均有不利影響，由于大量塵料飛損，使(shi)物料損耗(hao)和能(neng)量消耗(hao)增高，也惡化了車間生(sheng)產環(huan)境。但由于優質菱鎂礦石容易(yi)獲得，價格很低廉，所以，仍是我國電熔氧(yang)化鎂用得最(zui)多最(zui)廣泛的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)中(zhong)(zhong)氧化鎂(mei)(mei)的(de)含量(liang)高低和(he)化學成分直(zhi)接影(ying)響(xiang)到電(dian)熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)，同時在電(dian)熔(rong)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)也直(zhi)接影(ying)響(xiang)到電(dian)熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)得(de)到的(de)品級(ji)比(bi)例，因此，為了保證(zheng)電(dian)熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)和(he)品級(ji)比(bi)例，必須(xu)對(dui)各(ge)種礦石(shi)進行適當的(de)配比(bi)后進行熔(rong)煉。

②水(shui)(shui)鎂(mei)石。我國的遼(liao)寧省水(shui)(shui)鎂(mei)石的礦(kuang)(kuang)源非常(chang)豐富，水(shui)(shui)鎂(mei)石中氧化鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石。它也是一種制造電熔凝氧化鎂(mei)的原料，部分(fen)地區水(shui)(shui)鎂(mei)石的化學成(cheng)分(fen)見表2。

表2水鎂石(shi)的(de)化學(xue)成分/%

③輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)。以(yi)輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)作為(wei)電(dian)(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)原料(liao)，可以(yi)使生產環境得(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)，成分也較均勻，對提高(gao)電(dian)(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)質量有利。

我國有一些(xie)電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制成(cheng)(cheng)球料(liao)入爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)。輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量達(da)到98%，以此(ci)料(liao)能生(sheng)產(chan)出(chu)白色(se)大結晶電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但由于成(cheng)(cheng)球費用(yong)(yong)高，影響生(sheng)產(chan)成(cheng)(cheng)本。目(mu)前，有的廠家采用(yong)(yong)反射爐(lu)輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以一定(ding)的粒(li)度加入熔(rong)爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的質量比用(yong)(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石好(hao)，成(cheng)(cheng)本又(you)比用(yong)(yong)球料(liao)作原料(liao)時便宜，因(yin)而得到了一定(ding)的推(tui)廣。

④燒結(jie)(jie)鎂(mei)砂。為了某些(xie)電(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)特殊要求，有時(shi)必(bi)須(xu)(xu)在(zai)電(dian)熔(rong)過(guo)程中采(cai)用(yong)(yong)(yong)燒結(jie)(jie)鎂(mei)砂作(zuo)為電(dian)熔(rong)原料，如采(cai)用(yong)(yong)(yong)海水鎂(mei)砂作(zuo)為電(dian)熔(rong)原料，一(yi)般首先利用(yong)(yong)(yong)處(chu)理海水和石灰(hui)乳(ru)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)生產(chan)氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)，將(jiang)氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)煅燒成輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)(yong)其他方(fang)法也(ye)(ye)可以制(zhi)得輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(詳見工(gong)業(ye)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)制(zhi)取(qu)方(fang)法)，采(cai)用(yong)(yong)(yong)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)作(zuo)為原料生產(chan)電(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究(jiu)認為，極(ji)少量(liang)的(de)(de)雜(za)質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)(ye)屬于晶(jing)(jing)體的(de)(de)雜(za)質(zhi)，可明顯影響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)長大。因為雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)在(zai)于增加晶(jing)(jing)界(jie)(jie)運動所(suo)需的(de)(de)能(neng)量(liang)。當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)(yu)時(shi)，晶(jing)(jing)體能(neng)量(liang)降低(di)，其降低(di)量(liang)與第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積成正比，所(suo)以必(bi)須(xu)(xu)提高晶(jing)(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)才(cai)能(neng)離(li)開第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)(yu)時(shi)，與第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)必(bi)須(xu)(xu)變(bian)形，第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈多(duo)，晶(jing)(jing)粒長大的(de)(de)極(ji)限(xian)尺寸(cun)愈小。

另(ling)一方(fang)面為了(le)降低電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)顯氣(qi)孔率(lv)，也應盡量減(jian)少原(yuan)料(liao)氧(yang)化鎂(mei)的(de)氣(qi)體排出，因此，采用燒結鎂(mei)砂電(dian)熔(rong)有其(qi)顯著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學(xue)原料(liao)質量要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性是同原(yuan)子(zi)和分子(zi)的(de)(de)(de)量子(zi)力學本性如離(li)(li)子(zi)半徑(jing)的(de)(de)(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)電(dian)位數值，離(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)外(wai)層結構等相關聯。而(er)氧化(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)離(li)(li)子(zi)尺寸、質量和電(dian)荷、陽離(li)(li)子(zi)和陰離(li)(li)子(zi)之間的(de)(de)(de)結合特性和強度、離(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)極化(hua)(hua)作用、結晶構造等決定它(ta)是一高熔點化(hua)(hua)合物。

氧化鎂的熔(rong)點和結(jie)(jie)構參數：陽離(li)子半徑0.074mm;陰離(li)子半徑0.53mm;結(jie)(jie)構類型(xing)NaCl;配位(wei)數6;有效配位(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂制造的最重(zhong)要過程(cheng)(cheng)是由(you)各(ge)(ge)種鎂質原料(liao)，通(tong)過各(ge)(ge)種形式(shi)的加熱(re)(re)(re)方法(fa)產生(sheng)高溫(wen)使鎂質材料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)，變(bian)成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)體(ti)。要使氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)融(rong)，必(bi)須消耗大(da)量的熱(re)(re)(re)能(neng)，以克服離子(zi)間(jian)的引力(li)。通(tong)過強大(da)電(dian)(dian)弧產生(sheng)高溫(wen)而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂的方法(fa)叫做(zuo)電(dian)(dian)弧熔(rong)融(rong)法(fa)。這個(ge)融(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)一般(ban)包括熱(re)(re)(re)的傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)長大(da)等一系(xi)列(lie)物理化(hua)(hua)(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)的過程(cheng)(cheng)。

①脫水(shui)過(guo)程。用水(shui)鎂(mei)石作原料(liao)有一脫水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂(mei)石的(de)主要成分是氫氧化(hua)鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)碳(tan)過(guo)(guo)程。用(yong)菱鎂礦(kuang)作(zuo)為原(yuan)料時有(you)一個(ge)脫(tuo)(tuo)碳(tan)過(guo)(guo)程，脫(tuo)(tuo)碳(tan)過(guo)(guo)程包括兩個(ge)方(fang)面(mian)。一方(fang)面(mian)是(shi)菱鎂礦(kuang)石的熱(re)分(fen)解，菱鎂礦(kuang)石的主(zhu)要成(cheng)分(fen)是(shi)碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)過程(cheng)中往往在(zai)(zai)原(yuan)料氧化鎂(mei)中加入石(shi)墨(mo)粉末(mo)添加物(助劑)，在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)爐起動過程(cheng)中需(xu)在(zai)(zai)三電(dian)極(ji)(石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji))的下端(duan)用石(shi)墨(mo)粉末(mo)鋪(pu)成三角形(xing)或(huo)(huo)星形(xing)導線路(lu)，在(zai)(zai)通電(dian)過程(cheng)中受熱(re)燒損或(huo)(huo)完全(quan)燃燒除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)過(guo)(guo)程。熔化(hua)(hua)過(guo)(guo)程即氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)(mei)離子(zi)和氧(yang)離子(zi)在強電(dian)(dian)弧產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)熱(re)(re)能(neng)作用下(xia)，克(ke)服單晶(jing)(jing)體中的(de)晶(jing)(jing)格能(neng)的(de)束縛，變成(cheng)能(neng)自由運動的(de)過(guo)(guo)程。也就是說，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)加熱(re)(re)到一定溫度(熔點)就會由固體變成(cheng)液體，叫熔化(hua)(hua)。在這一過(guo)(guo)程中需消(xiao)耗大量的(de)電(dian)(dian)能(neng)。據電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)者對用水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)作原料生(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)熱(re)(re)平(ping)衡的(de)衡算，熱(re)(re)消(xiao)耗的(de)比例如下(xia)：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)晶(jing)(jing)體生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)消(xiao)耗值(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)耗熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)耗值(zhi)3.0%，冷卻(que)(que)水耗熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻(que)(que)爐殼(ke)的(de)水耗熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損失值(zhi)3.2%，從這些統計(ji)數據可以看(kan)出(chu)，在電(dian)(dian)熔