電弧熔(rong)爐生產電熔(rong)氧化鎂(mei)的工藝流程主要包(bao)括：原料配(pei)料、電弧熔(rong)融、破碎(sui)、選別(bie)、粉碎(sui)、篩別(bie)、磁選、分類包(bao)裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有豐富的優質菱鎂礦石，氧化(hua)鎂含量高，又易(yi)于(yu)開采，因此，被廣泛用(yong)(yong)作電熔氧化(hua)鎂的原(yuan)料(liao)。采用(yong)(yong)菱鎂石作原(yuan)料(liao)，碳酸鎂分解(jie)產生CO2氣(qi)體，由于(yu)有大(da)量氣(qi)體從爐內排出影響著電熔過(guo)程(cheng)的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)鎂(mei)的結晶帶的形成均有不(bu)利影(ying)響，由于(yu)大量塵料飛損(sun)，使物料損(sun)耗和能量消耗增高，也(ye)惡(e)化(hua)了車間生產環境。但由于(yu)優質菱鎂(mei)礦石(shi)容易獲得，價(jia)格很低廉(lian)，所以，仍是我國電熔氧化(hua)鎂(mei)用得最多最廣泛(fan)的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)中氧(yang)化鎂(mei)(mei)的含量(liang)(liang)高低和(he)化學成分(fen)直接(jie)影響(xiang)到(dao)電熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的質量(liang)(liang)，同時在電熔過程(cheng)中也直接(jie)影響(xiang)到(dao)電熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)得到(dao)的品(pin)級(ji)比(bi)例，因此(ci)，為了保證(zheng)電熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的質量(liang)(liang)和(he)品(pin)級(ji)比(bi)例，必須對(dui)各(ge)種礦石(shi)進行適當的配比(bi)后進行熔煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)。我國的(de)遼寧(ning)省水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)礦(kuang)源非常豐(feng)富，水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)中氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)。它也(ye)是一種制造電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原料，部分地區水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)化(hua)學(xue)成分見(jian)表2。

表2水鎂(mei)石的化(hua)學成分/%

③輕(qing)燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)。以(yi)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)作為電熔氧(yang)化鎂(mei)原(yuan)料，可(ke)以(yi)使生產環境得到改善，可(ke)以(yi)降低運輸費用。由于電熔時排出(chu)氣體少，成分也(ye)較均勻，對提高電熔氧(yang)化鎂(mei)質量(liang)有利。

我(wo)國有一(yi)些電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制(zhi)成球料(liao)入(ru)爐(lu)電熔。輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量達到98%，以此料(liao)能生產(chan)出白色(se)大結(jie)晶電熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于成球費用高(gao)，影響生產(chan)成本。目(mu)前(qian)，有的(de)廠家(jia)采用反(fan)射(she)爐(lu)輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以一(yi)定的(de)粒度(du)加(jia)入(ru)熔爐(lu)電熔，電熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量比用菱鎂(mei)礦石(shi)好，成本又比用球料(liao)作(zuo)原料(liao)時便宜，因而(er)得(de)到了一(yi)定的(de)推廣。

④燒(shao)(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)(wei)了某些(xie)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)特殊(shu)要求，有時必(bi)須在電(dian)熔(rong)過程中采(cai)用(yong)燒(shao)(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)料，如采(cai)用(yong)海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)料，一般首先利(li)用(yong)處理海(hai)水(shui)和石灰乳作(zuo)用(yong)生產(chan)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)(shao)成輕(qing)(qing)(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)其他方法也可(ke)以制得輕(qing)(qing)(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見(jian)工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)制取方法)，采(cai)用(yong)輕(qing)(qing)(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)原(yuan)料生產(chan)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和拉(la)特爾(er)(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)(wei)，極少(shao)量(liang)的(de)雜質(zhi)氣體(相(xiang))也屬于(yu)晶(jing)體的(de)雜質(zhi)，可(ke)明(ming)顯影(ying)響晶(jing)粒的(de)長(chang)大(da)。因為(wei)(wei)(wei)雜質(zhi)相(xiang)的(de)作(zuo)用(yong)在于(yu)增加(jia)晶(jing)界(jie)運動所(suo)需的(de)能量(liang)。當晶(jing)界(jie)與第(di)(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時，晶(jing)體能量(liang)降(jiang)低(di)，其降(jiang)低(di)量(liang)與第(di)(di)二(er)相(xiang)橫(heng)截面(mian)積成正(zheng)比，所(suo)以必(bi)須提高晶(jing)界(jie)能，晶(jing)界(jie)才能離開第(di)(di)二(er)相(xiang)繼續運動。并(bing)且當晶(jing)界(jie)與第(di)(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時，與第(di)(di)二(er)相(xiang)橫(heng)截面(mian)積相(xiang)等的(de)晶(jing)界(jie)必(bi)須變(bian)形，第(di)(di)二(er)相(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)粒長(chang)大(da)的(de)極限尺寸愈小(xiao)。

另一方面為了降低(di)電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)的顯氣孔率(lv)，也應盡量減少原料氧(yang)化鎂(mei)的氣體排(pai)出，因此，采用燒(shao)結鎂(mei)砂(sha)電熔(rong)有其顯著(zhu)優點(dian)。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特性(xing)是(shi)(shi)同原(yuan)子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)力(li)學本性(xing)如離(li)(li)子(zi)(zi)半(ban)徑(jing)的(de)(de)尺寸(cun)，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電位數值，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)外層結構等相關(guan)聯。而氧(yang)化鎂的(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)尺寸(cun)、質(zhi)量(liang)和(he)電荷(he)、陽離(li)(li)子(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)之(zhi)間(jian)的(de)(de)結合(he)特性(xing)和(he)強度、離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)極(ji)化作用、結晶構造(zao)等決定它是(shi)(shi)一高熔(rong)點化合(he)物。

氧化鎂的熔點(dian)和結構參(can)數：陽離(li)子半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離(li)子半(ban)徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配位數6;有(you)效配位數8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)最重(zhong)要過(guo)(guo)(guo)程(cheng)是由各(ge)種鎂(mei)質原(yuan)料(liao)，通(tong)過(guo)(guo)(guo)各(ge)種形式的(de)加熱方法(fa)產(chan)(chan)生高溫使鎂(mei)質材(cai)料(liao)(MgO)熔化(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔體。要使氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔融，必須(xu)消耗(hao)大量(liang)的(de)熱能，以克服離子間的(de)引力。通(tong)過(guo)(guo)(guo)強大電(dian)弧產(chan)(chan)生高溫而(er)熔化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)方法(fa)叫做(zuo)電(dian)弧熔融法(fa)。這(zhe)個融化(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)一般(ban)包括熱的(de)傳導(dao)、脫水(shui)、脫碳(tan)、熔化(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大等一系列物(wu)理(li)化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)(shui)(shui)過(guo)(guo)程。用水(shui)(shui)(shui)鎂石(shi)(shi)作(zuo)原料(liao)有一脫水(shui)(shui)(shui)過(guo)(guo)程。水(shui)(shui)(shui)鎂石(shi)(shi)的主要成分(fen)是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)(shui)(shui)過(guo)(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過(guo)程(cheng)。用菱(ling)鎂礦作為(wei)原料時有(you)一個脫碳(tan)過(guo)程(cheng)，脫碳(tan)過(guo)程(cheng)包括(kuo)兩(liang)個方面。一方面是(shi)菱(ling)鎂礦石(shi)(shi)的(de)熱分(fen)(fen)解(jie)，菱(ling)鎂礦石(shi)(shi)的(de)主要成分(fen)(fen)是(shi)碳(tan)酸(suan)鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于在(zai)電(dian)熔(rong)過(guo)程中往(wang)往(wang)在(zai)原料氧化鎂中加入石墨(mo)粉末添加物(助(zhu)劑)，在(zai)電(dian)熔(rong)爐起動過(guo)程中需在(zai)三(san)電(dian)極(ji)(石墨(mo)電(dian)極(ji))的下端用石墨(mo)粉末鋪成三(san)角形(xing)或(huo)星形(xing)導線路，在(zai)通電(dian)過(guo)程中受熱(re)燒損或(huo)完全燃燒除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)即氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離(li)子和氧(yang)離(li)子在(zai)強電(dian)(dian)弧產生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)熱(re)能(neng)(neng)作用下，克(ke)服單(dan)晶(jing)體(ti)中的(de)晶(jing)格(ge)能(neng)(neng)的(de)束(shu)縛(fu)，變(bian)成(cheng)能(neng)(neng)自由運動的(de)過(guo)(guo)程(cheng)。也就是說，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)到(dao)一定(ding)溫度(熔(rong)(rong)點(dian))就會由固體(ti)變(bian)成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)。在(zai)這一過(guo)(guo)程(cheng)中需消耗(hao)(hao)(hao)(hao)大(da)量的(de)電(dian)(dian)能(neng)(neng)。據(ju)(ju)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)(sheng)產者對(dui)用水(shui)鎂(mei)石作原(yuan)料生(sheng)(sheng)(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)熱(re)平衡的(de)衡算，熱(re)消耗(hao)(hao)(hao)(hao)的(de)比例如下：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)體(ti)生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)消耗(hao)(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂(sha)生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)耗(hao)(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼(ke)的(de)水(shui)耗(hao)(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面(mian)散熱(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶走熱(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)(neng)損(sun)失(shi)值(zhi)(zhi)3.2%，從這些(xie)統計數(shu)據(ju)(ju)可以看(kan)出，在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)