電(dian)弧熔爐(lu)生(sheng)產電(dian)熔氧化鎂的工藝(yi)流程主要包(bao)括：原料(liao)配(pei)料(liao)、電(dian)弧熔融、破碎(sui)、選別(bie)、粉碎(sui)、篩(shai)別(bie)、磁選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富的優質菱鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量(liang)高，又易于開采(cai)，因此，被(bei)廣(guang)泛用作電熔氧化鎂(mei)的原(yuan)料(liao)(liao)。采(cai)用菱鎂(mei)石作原(yuan)料(liao)(liao)，碳酸鎂(mei)分(fen)解產生(sheng)CO2氣體，由于有大量(liang)氣體從爐內排出影響(xiang)著電熔過(guo)程的進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化(hua)鎂的(de)結晶帶(dai)的(de)形(xing)成(cheng)均有(you)不利影響，由于(yu)大量(liang)(liang)塵料飛損(sun)，使物料損(sun)耗和能量(liang)(liang)消耗增高，也惡化(hua)了車間生產(chan)環境。但由于(yu)優質菱(ling)鎂礦石容(rong)易獲得，價格很(hen)低廉，所以(yi)，仍是我國電熔(rong)氧化(hua)鎂用得最多最廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石中(zhong)氧(yang)化鎂(mei)的含(han)量高低和化學(xue)成分直接(jie)影響到電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的質量，同(tong)時在電(dian)熔過(guo)程中(zhong)也(ye)直接(jie)影響到電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)得到的品級比(bi)例，因此，為了保證(zheng)電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的質量和品級比(bi)例，必須對各種礦石進(jin)行適當(dang)的配比(bi)后進(jin)行熔煉。

②水鎂(mei)(mei)石(shi)。我國(guo)的遼寧省水鎂(mei)(mei)石(shi)的礦源非常(chang)豐富，水鎂(mei)(mei)石(shi)中氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)高于菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)。它也是一(yi)種(zhong)制造(zao)電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的原料(liao)，部分地區水鎂(mei)(mei)石(shi)的化(hua)(hua)學成分見表(biao)2。

表2水鎂石的化學成(cheng)分/%

③輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。以輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作為電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)原料，可以使生(sheng)產環(huan)境得到改(gai)善，可以降低(di)運輸費用。由(you)于電(dian)熔時排出氣體少，成分(fen)也較均(jun)勻，對提高電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)質量有利。

我國(guo)有一些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制成(cheng)球(qiu)(qiu)料(liao)入爐(lu)電(dian)熔(rong)。輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量(liang)達到(dao)(dao)98%，以此料(liao)能生(sheng)產出白色(se)大結(jie)晶(jing)電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)(qiu)費用(yong)高(gao)，影響(xiang)生(sheng)產成(cheng)本(ben)(ben)。目前，有的(de)廠(chang)家采用(yong)反射爐(lu)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以一定的(de)粒度加入熔(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)比用(yong)菱鎂(mei)礦石(shi)好，成(cheng)本(ben)(ben)又比用(yong)球(qiu)(qiu)料(liao)作(zuo)原料(liao)時便宜，因(yin)而(er)得到(dao)(dao)了一定的(de)推廣(guang)。

④燒(shao)結鎂(mei)砂。為了某(mou)些電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的特殊要求，有(you)時必須(xu)(xu)在電(dian)熔(rong)(rong)(rong)過程中(zhong)采(cai)用(yong)(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)砂作(zuo)(zuo)(zuo)為電(dian)熔(rong)(rong)(rong)原料，如(ru)采(cai)用(yong)(yong)(yong)海水鎂(mei)砂作(zuo)(zuo)(zuo)為電(dian)熔(rong)(rong)(rong)原料，一般首先利用(yong)(yong)(yong)處理海水和(he)石灰乳作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)生產氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)(yong)其(qi)他方法(fa)也(ye)可以制(zhi)得輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的制(zhi)取方法(fa))，采(cai)用(yong)(yong)(yong)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)作(zuo)(zuo)(zuo)為原料生產電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等(deng)研究認為，極(ji)少量(liang)(liang)的雜(za)質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)(jing)體的雜(za)質(zhi)，可明顯影(ying)響晶(jing)(jing)(jing)粒的長大。因為雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)的作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)在于增加晶(jing)(jing)(jing)界運動所需的能(neng)量(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)(jing)(jing)體能(neng)量(liang)(liang)降(jiang)低，其(qi)降(jiang)低量(liang)(liang)與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積成正比，所以必須(xu)(xu)提高晶(jing)(jing)(jing)界能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界才能(neng)離開第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)(jing)(jing)界與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積相(xiang)(xiang)等(deng)的晶(jing)(jing)(jing)界必須(xu)(xu)變形，第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)(jing)粒長大的極(ji)限尺寸愈(yu)小。

另一方面為了降低電熔凝(ning)氧化鎂的顯氣孔率，也應盡量(liang)減(jian)少原(yuan)料氧化鎂的氣體排出，因此，采用(yong)燒結鎂砂電熔有其顯著(zhu)優點。

⑤電熔(rong)氧化鎂單晶(jing)的化學原料質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是(shi)(shi)同原子(zi)和(he)分子(zi)的(de)量子(zi)力學本(ben)性(xing)如離(li)子(zi)半徑的(de)尺(chi)寸，離(li)子(zi)的(de)電位數值，離(li)子(zi)的(de)電子(zi)外層結(jie)構(gou)等(deng)相關聯。而(er)氧化(hua)鎂(mei)的(de)離(li)子(zi)尺(chi)寸、質(zhi)量和(he)電荷(he)、陽離(li)子(zi)和(he)陰離(li)子(zi)之間的(de)結(jie)合特性(xing)和(he)強度(du)、離(li)子(zi)的(de)極化(hua)作用、結(jie)晶構(gou)造等(deng)決定它是(shi)(shi)一高熔點化(hua)合物。

氧化鎂的熔(rong)點(dian)和結(jie)構參數：陽(yang)離子半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離子半(ban)徑(jing)0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配(pei)位數6;有效配(pei)位數8.5;密(mi)度(du)3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)2800℃。

電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂制造的(de)最重(zhong)要過(guo)程是(shi)由各種鎂質原料，通過(guo)各種形(xing)式的(de)加熱方法產生(sheng)高溫使鎂質材料(MgO)熔(rong)化，變成氧(yang)(yang)化鎂熔(rong)體(ti)。要使氧(yang)(yang)化鎂熔(rong)融(rong)，必須消耗大(da)量的(de)熱能，以克服(fu)離子間的(de)引(yin)力。通過(guo)強(qiang)大(da)電弧產生(sheng)高溫而(er)熔(rong)化氧(yang)(yang)化鎂的(de)方法叫做電弧熔(rong)融(rong)法。這(zhe)個融(rong)化過(guo)程一(yi)般包括(kuo)熱的(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)化、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)長(chang)大(da)等(deng)一(yi)系列物(wu)理化學(xue)變化的(de)過(guo)程。

①脫(tuo)水過(guo)(guo)程(cheng)。用水鎂(mei)石作原料有一脫(tuo)水過(guo)(guo)程(cheng)。水鎂(mei)石的主要成分是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水過(guo)(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過程。用(yong)菱鎂礦(kuang)(kuang)作為(wei)原料時有一個(ge)脫(tuo)碳(tan)過程，脫(tuo)碳(tan)過程包(bao)括兩(liang)個(ge)方(fang)面(mian)。一方(fang)面(mian)是(shi)菱鎂礦(kuang)(kuang)石(shi)的熱分(fen)(fen)解，菱鎂礦(kuang)(kuang)石(shi)的主要成分(fen)(fen)是(shi)碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面，由于在(zai)(zai)電熔過程中往往在(zai)(zai)原料氧化鎂中加入(ru)石墨粉末添加物(助劑)，在(zai)(zai)電熔爐起(qi)動過程中需(xu)在(zai)(zai)三電極(ji)(石墨電極(ji))的下端用石墨粉末鋪成(cheng)三角(jiao)形或星形導線路，在(zai)(zai)通電過程中受熱燒損或完(wan)全燃燒除去(qu)石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)(mei)離子(zi)和氧(yang)(yang)離子(zi)在(zai)強電(dian)(dian)弧(hu)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)熱能(neng)(neng)作用(yong)下，克(ke)服單晶體(ti)(ti)中的(de)晶格能(neng)(neng)的(de)束縛，變成能(neng)(neng)自由(you)運動的(de)過(guo)程(cheng)(cheng)。也就(jiu)是(shi)說，氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)加熱到一定溫度(熔(rong)(rong)點(dian))就(jiu)會由(you)固體(ti)(ti)變成液體(ti)(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)。在(zai)這一過(guo)程(cheng)(cheng)中需消(xiao)耗(hao)大(da)量的(de)電(dian)(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)者對用(yong)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)作原(yuan)料生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)熱平衡(heng)的(de)衡(heng)算，熱消(xiao)耗(hao)的(de)比(bi)例如下：氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)晶體(ti)(ti)生(sheng)(sheng)(sheng)成熱消(xiao)耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)熱值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)(sheng)成熱耗(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)卻水(shui)耗(hao)熱值(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐(lu)殼的(de)水(shui)耗(hao)熱值(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表面散熱值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)(neng)損(sun)失值(zhi)3.2%，從這些統計數據可以(yi)看出，在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)