電弧(hu)熔(rong)爐生產電熔(rong)氧化鎂的工藝流(liu)程主要包(bao)括：原料(liao)配(pei)料(liao)、電弧(hu)熔(rong)融、破碎(sui)(sui)、選(xuan)別、粉碎(sui)(sui)、篩別、磁選(xuan)、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富的(de)優質菱鎂礦石(shi)，氧化鎂含量高，又易于開采(cai)，因(yin)此，被廣泛用(yong)(yong)作電熔(rong)氧化鎂的(de)原(yuan)(yuan)料(liao)(liao)。采(cai)用(yong)(yong)菱鎂石(shi)作原(yuan)(yuan)料(liao)(liao)，碳酸鎂分解產(chan)生CO2氣(qi)體，由于有大(da)量氣(qi)體從爐內排出影響(xiang)著電熔(rong)過程的(de)進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)結晶帶的(de)形成均有不利影響(xiang)，由(you)于(yu)大量塵料飛(fei)損(sun)，使物料損(sun)耗和能量消耗增(zeng)高(gao)，也惡化了(le)車間生產環境。但由(you)于(yu)優質菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石容易獲得，價格(ge)很低廉，所(suo)以，仍是(shi)我國電熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)(mei)用得最(zui)多最(zui)廣泛(fan)的(de)原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)礦石中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)含量高低和化(hua)學成分直(zhi)接影響到(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)質量，同時在(zai)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)過程中(zhong)也直(zhi)接影響到(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)得到(dao)(dao)的(de)(de)品級(ji)比例(li)(li)，因此，為(wei)了保證電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)質量和品級(ji)比例(li)(li)，必須對各種(zhong)礦石進(jin)(jin)行適當的(de)(de)配(pei)比后進(jin)(jin)行熔(rong)煉。

②水(shui)鎂石(shi)。我國的(de)遼寧省(sheng)水(shui)鎂石(shi)的(de)礦源非常豐富，水(shui)鎂石(shi)中(zhong)氧(yang)化鎂含量高于菱鎂礦石(shi)。它也是(shi)一種(zhong)制造(zao)電(dian)熔凝氧(yang)化鎂的(de)原料，部分地區水(shui)鎂石(shi)的(de)化學成分見表2。

表2水鎂石(shi)的(de)化學成分/%

③輕燒氧(yang)化鎂。以輕燒氧(yang)化鎂作為電熔氧(yang)化鎂原料，可(ke)以使生產環境(jing)得到改善，可(ke)以降(jiang)低運輸費用。由(you)于電熔時排出(chu)氣體少，成分也較(jiao)均勻，對提(ti)高電熔氧(yang)化鎂質量有利。

我國(guo)有一(yi)些電熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)以輕(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)制成(cheng)球料入爐電熔(rong)(rong)(rong)(rong)。輕(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)含量達(da)到98%，以此料能生(sheng)(sheng)產出白色大結晶電熔(rong)(rong)(rong)(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。但由(you)于成(cheng)球費用(yong)高，影響生(sheng)(sheng)產成(cheng)本(ben)(ben)。目(mu)前，有的(de)廠家采用(yong)反射爐輕(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，以一(yi)定的(de)粒(li)度加(jia)入熔(rong)(rong)(rong)(rong)爐電熔(rong)(rong)(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)(rong)(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)質量比用(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石好，成(cheng)本(ben)(ben)又比用(yong)球料作原料時便宜，因而(er)得到了一(yi)定的(de)推廣。

④燒結鎂(mei)砂(sha)(sha)。為(wei)(wei)了(le)某些(xie)電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)特殊(shu)要求，有時必(bi)須在(zai)電(dian)熔過程中采(cai)用燒結鎂(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔原料(liao)(liao)，如采(cai)用海水鎂(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔原料(liao)(liao)，一(yi)般首先利用處理海水和石灰乳作(zuo)用生產氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)煅(duan)燒成輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。用其(qi)他(ta)方法也可(ke)以(yi)(yi)制(zhi)得輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)制(zhi)取方法)，采(cai)用輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原料(liao)(liao)生產電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研(yan)究認(ren)為(wei)(wei)，極少量(liang)(liang)的(de)(de)雜(za)質氣體(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬(shu)于(yu)晶(jing)(jing)(jing)體的(de)(de)雜(za)質，可(ke)明顯影響晶(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)長大。因(yin)為(wei)(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用在(zai)于(yu)增加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)運動(dong)(dong)所需的(de)(de)能量(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)體能量(liang)(liang)降低，其(qi)降低量(liang)(liang)與第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面積成正(zheng)比，所以(yi)(yi)必(bi)須提高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)能，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)才(cai)能離開第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動(dong)(dong)。并且當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面積相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)必(bi)須變形，第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)長大的(de)(de)極限尺寸愈(yu)小。

另一方面為(wei)了(le)降低電(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的顯氣孔(kong)率，也應(ying)盡量(liang)減(jian)少原料氧(yang)化鎂(mei)(mei)的氣體排(pai)出(chu)，因此，采(cai)用(yong)燒結(jie)鎂(mei)(mei)砂電(dian)熔有其顯著優點。

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

(3)電弧熔融

這些(xie)特(te)性(xing)是同原子(zi)(zi)和分(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)力(li)學本性(xing)如離(li)(li)子(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺寸(cun)，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電位數(shu)值，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)外層(ceng)結構等相關聯。而(er)氧化(hua)鎂的(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)尺寸(cun)、質量(liang)和電荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)和陰離(li)(li)子(zi)(zi)之(zhi)間(jian)的(de)(de)結合(he)特(te)性(xing)和強度、離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)極化(hua)作用、結晶構造等決定(ding)它(ta)是一高熔點化(hua)合(he)物(wu)。

氧化鎂的熔(rong)點(dian)和結構(gou)參數(shu)：陽離子半(ban)徑0.074mm;陰離子半(ban)徑0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂制造的最(zui)重要過(guo)程(cheng)(cheng)是由各種鎂質(zhi)原(yuan)料，通過(guo)各種形(xing)式的加熱(re)方法產生高溫使鎂質(zhi)材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)體(ti)。要使氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)融(rong)，必(bi)須消耗(hao)大量的熱(re)能(neng)，以克服離(li)子間的引力(li)。通過(guo)強大電(dian)弧產生高溫而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂的方法叫做(zuo)電(dian)弧熔(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)一(yi)般包括熱(re)的傳導(dao)、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)長大等一(yi)系列物理化(hua)(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)(hua)的過(guo)程(cheng)(cheng)。

①脫(tuo)水過(guo)(guo)程。用水鎂(mei)石作原(yuan)料有一脫(tuo)水過(guo)(guo)程。水鎂(mei)石的主(zhu)要成分(fen)是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水過(guo)(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)過程(cheng)。用菱(ling)鎂礦(kuang)作為原料時有一個(ge)脫碳(tan)(tan)過程(cheng)，脫碳(tan)(tan)過程(cheng)包括兩個(ge)方面。一方面是(shi)菱(ling)鎂礦(kuang)石的熱分解，菱(ling)鎂礦(kuang)石的主要成分是(shi)碳(tan)(tan)酸(suan)鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面(mian)，由于(yu)在(zai)電熔過(guo)程(cheng)中往往在(zai)原料氧化鎂中加(jia)入石墨(mo)粉末(mo)添加(jia)物(助劑(ji))，在(zai)電熔爐起動過(guo)程(cheng)中需(xu)在(zai)三電極(ji)(石墨(mo)電極(ji))的下端用石墨(mo)粉末(mo)鋪成三角(jiao)形或(huo)星形導線路，在(zai)通電過(guo)程(cheng)中受熱燒損(sun)或(huo)完全燃燒除(chu)去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)。熔(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)即氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離子(zi)和(he)氧(yang)(yang)(yang)(yang)離子(zi)在強電(dian)弧(hu)產(chan)生的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)能作用下，克服單晶(jing)體中的(de)(de)晶(jing)格能的(de)(de)束縛，變成(cheng)能自由運動(dong)的(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)。也就是說(shuo)，氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)(re)到一定溫度(熔(rong)點)就會由固體變成(cheng)液體，叫熔(rong)化(hua)。在這一過(guo)程(cheng)(cheng)中需消(xiao)耗(hao)大量的(de)(de)電(dian)能。據電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)生產(chan)者對(dui)用水(shui)鎂(mei)(mei)石作原料生產(chan)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)的(de)(de)比例如下：氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)體生成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)34.9%，渣(zha)皮消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻(que)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)(de)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能損失值(zhi)3.2%，從這些統計(ji)數據可以看出，在電(dian)熔(rong)