電弧熔(rong)爐生產電熔(rong)氧(yang)化鎂的(de)工藝流程主要包括：原料(liao)配(pei)料(liao)、電弧熔(rong)融、破(po)碎(sui)、選別(bie)、粉碎(sui)、篩別(bie)、磁選、分類包裝等(deng)。

(1)原料

我國有豐富(fu)的優質(zhi)菱鎂(mei)礦石(shi)，氧化(hua)鎂(mei)含量(liang)高(gao)，又易(yi)于(yu)開采，因此(ci)，被廣泛用(yong)作(zuo)電熔氧化(hua)鎂(mei)的原料(liao)。采用(yong)菱鎂(mei)石(shi)作(zuo)原料(liao)，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣(qi)體(ti)，由(you)于(yu)有大量(liang)氣(qi)體(ti)從爐內排(pai)出影響著電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的結晶(jing)帶的形成均有不(bu)利(li)影響，由于(yu)大量塵(chen)料(liao)飛損，使物(wu)料(liao)損耗和(he)能量消耗增(zeng)高，也惡化(hua)了車間生產環境。但由于(yu)優(you)質菱鎂(mei)(mei)礦石容易獲得，價格很低廉，所以(yi)，仍(reng)是我國電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)用得最(zui)多最(zui)廣泛的原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂礦。菱(ling)鎂礦石中(zhong)氧(yang)(yang)化鎂的(de)含量(liang)高(gao)低和化學成分直接影響(xiang)到電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂的(de)質量(liang)，同時在電熔(rong)過程中(zhong)也直接影響(xiang)到電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂得到的(de)品(pin)級比例，因此，為了保(bao)證(zheng)電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂的(de)質量(liang)和品(pin)級比例，必須對(dui)各種礦石進行(xing)適當的(de)配比后(hou)進行(xing)熔(rong)煉。

②水鎂石(shi)。我國的遼寧(ning)省(sheng)水鎂石(shi)的礦源非常豐富，水鎂石(shi)中(zhong)氧化(hua)(hua)鎂含(han)量高于菱鎂礦石(shi)。它(ta)也是(shi)一種制造電熔凝氧化(hua)(hua)鎂的原料，部分(fen)(fen)地區水鎂石(shi)的化(hua)(hua)學成分(fen)(fen)見表2。

表(biao)2水鎂石的化學成分(fen)/%

③輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)。以(yi)輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)作為(wei)電(dian)熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)原料，可(ke)以(yi)使(shi)生產環境(jing)得(de)到改善(shan)，可(ke)以(yi)降(jiang)低運(yun)輸費用。由于電(dian)熔(rong)時排(pai)出氣體少，成分也較均勻(yun)，對提高電(dian)熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)質量有利(li)。

我(wo)國(guo)有一些電(dian)熔(rong)凝氧化鎂(mei)以(yi)輕燒氧化鎂(mei)制成球(qiu)料入爐(lu)電(dian)熔(rong)。輕燒氧化鎂(mei)的氧化鎂(mei)含量達到98%，以(yi)此料能生(sheng)產(chan)(chan)出(chu)白(bai)色大結(jie)晶電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)。但(dan)由(you)于成球(qiu)費用(yong)(yong)高，影(ying)響生(sheng)產(chan)(chan)成本。目(mu)前，有的廠(chang)家采用(yong)(yong)反射爐(lu)輕燒氧化鎂(mei)，以(yi)一定的粒度加入熔(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)的質量比用(yong)(yong)菱鎂(mei)礦石好，成本又比用(yong)(yong)球(qiu)料作原料時便(bian)宜，因而(er)得到了(le)一定的推廣(guang)。

④燒(shao)(shao)結(jie)(jie)鎂(mei)(mei)砂(sha)。為了某些電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的特(te)殊要(yao)求，有(you)時必(bi)須在電熔(rong)過程中采用(yong)燒(shao)(shao)結(jie)(jie)鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為電熔(rong)原料(liao)，如采用(yong)海水鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為電熔(rong)原料(liao)，一(yi)般首先(xian)利用(yong)處(chu)理海水和石(shi)灰乳作(zuo)用(yong)生產氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)其他(ta)方(fang)(fang)法也可以制得輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳(xiang)見(jian)工業氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的制取方(fang)(fang)法)，采用(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為原料(liao)生產電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和拉(la)特(te)爾(Ruttere)等(deng)研(yan)究認為，極少量(liang)的雜(za)質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶體的雜(za)質(zhi)，可明(ming)顯影響(xiang)晶粒的長大。因為雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的作(zuo)用(yong)在于增加晶界(jie)(jie)運(yun)動所需(xu)的能(neng)量(liang)。當晶界(jie)(jie)與第(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶體能(neng)量(liang)降(jiang)低，其降(jiang)低量(liang)與第(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)(jie)面積成正比，所以必(bi)須提高晶界(jie)(jie)能(neng)，晶界(jie)(jie)才能(neng)離開第(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并(bing)且當晶界(jie)(jie)與第(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，與第(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)(jie)面積相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的晶界(jie)(jie)必(bi)須變形(xing)，第(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈多(duo)，晶粒長大的極限(xian)尺(chi)寸愈小。

另一方面為了(le)降低電熔凝(ning)氧化鎂的(de)顯(xian)氣(qi)(qi)孔率，也應盡量減(jian)少原料氧化鎂的(de)氣(qi)(qi)體排出，因此，采用燒結鎂砂電熔有其(qi)顯(xian)著優(you)點(dian)。

⑤電熔氧化鎂(mei)單晶的化學原料(liao)質量(liang)要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特性是(shi)同原子(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)力學本性如離子(zi)(zi)(zi)半(ban)徑的(de)尺(chi)寸，離子(zi)(zi)(zi)的(de)電位數值，離子(zi)(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)(zi)外層(ceng)結(jie)構等相關聯(lian)。而氧化(hua)鎂的(de)離子(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸、質量和(he)電荷、陽離子(zi)(zi)(zi)和(he)陰離子(zi)(zi)(zi)之間的(de)結(jie)合(he)(he)特性和(he)強度、離子(zi)(zi)(zi)的(de)極化(hua)作(zuo)用(yong)、結(jie)晶(jing)構造(zao)等決定它是(shi)一高熔點化(hua)合(he)(he)物。

氧化(hua)鎂的熔點(dian)和結(jie)構參數：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結(jie)構類(lei)型NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂制造的(de)最重要過(guo)程(cheng)是由各(ge)種鎂質原料，通過(guo)各(ge)種形(xing)式的(de)加熱方法(fa)(fa)(fa)產生(sheng)高溫(wen)使鎂質材(cai)料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)，變(bian)成氧(yang)化(hua)(hua)鎂熔(rong)(rong)體(ti)。要使氧(yang)化(hua)(hua)鎂熔(rong)(rong)融(rong)(rong)，必(bi)須消耗(hao)大(da)量(liang)的(de)熱能，以(yi)克(ke)服離子(zi)間的(de)引(yin)力。通過(guo)強大(da)電(dian)弧產生(sheng)高溫(wen)而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)方法(fa)(fa)(fa)叫(jiao)做電(dian)弧熔(rong)(rong)融(rong)(rong)法(fa)(fa)(fa)。這個融(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)一(yi)(yi)般包括熱的(de)傳導、脫(tuo)(tuo)水(shui)、脫(tuo)(tuo)碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)長大(da)等一(yi)(yi)系列物理化(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)的(de)過(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)過(guo)程。用(yong)水(shui)鎂石作(zuo)原料有一(yi)脫水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂石的主要(yao)成分是氫氧化(hua)鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)(mei)礦作為原料時(shi)有一個(ge)脫碳(tan)過程(cheng)，脫碳(tan)過程(cheng)包括兩個(ge)方面。一方面是(shi)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)的(de)熱分(fen)解，菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)的(de)主要成分(fen)是(shi)碳(tan)酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面，由于在電(dian)熔過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)往往在原料氧化鎂中(zhong)加(jia)入石(shi)(shi)墨(mo)粉(fen)末添加(jia)物(助劑)，在電(dian)熔爐起動過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)需在三電(dian)極(石(shi)(shi)墨(mo)電(dian)極)的下端用石(shi)(shi)墨(mo)粉(fen)末鋪(pu)成(cheng)三角形(xing)或星形(xing)導線(xian)路，在通(tong)電(dian)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)受(shou)熱燒(shao)(shao)損(sun)或完全燃燒(shao)(shao)除去石(shi)(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)過程(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)生的(de)(de)熱(re)能作用下，克服單晶體(ti)中(zhong)的(de)(de)晶格能的(de)(de)束縛，變成(cheng)能自由運(yun)動的(de)(de)過程(cheng)。也就(jiu)是說，氧化(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)到一定溫度(熔(rong)點)就(jiu)會由固體(ti)變成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)。在這一過程(cheng)中(zhong)需(xu)消(xiao)(xiao)耗大量的(de)(de)電能。據(ju)電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)生產(chan)者對用水鎂(mei)石作原料生產(chan)電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱(re)平衡的(de)(de)衡算(suan)，熱(re)消(xiao)(xiao)耗的(de)(de)比例如下：氧化(hua)(hua)鎂(mei)晶體(ti)生成(cheng)熱(re)消(xiao)(xiao)耗值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)耗熱(re)值(zhi)15.3%，散砂生成(cheng)熱(re)耗值(zhi)3.0%，冷卻水耗熱(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼的(de)(de)水耗熱(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表面(mian)散熱(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走(zou)熱(re)值(zhi)28.8%。電能損失值(zhi)3.2%，從(cong)這些統計數據(ju)可以看出，在電熔(rong)