電(dian)弧(hu)熔(rong)爐生產電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂的(de)工藝流(liu)程(cheng)主要包括：原料(liao)配料(liao)、電(dian)弧(hu)熔(rong)融、破碎、選(xuan)別(bie)(bie)、粉碎、篩別(bie)(bie)、磁選(xuan)、分類包裝等。

(1)原料

我(wo)國有(you)豐(feng)富的(de)優(you)質菱鎂(mei)(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量高，又易于(yu)開采，因此，被(bei)廣(guang)泛用作(zuo)電熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原料。采用菱鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料，碳酸鎂(mei)(mei)分解產生(sheng)CO2氣(qi)體(ti)，由(you)于(yu)有(you)大(da)量氣(qi)體(ti)從爐內排出影響(xiang)著電熔過(guo)程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)(rong)氧化(hua)(hua)鎂的結(jie)晶帶的形成均有不利(li)影響，由(you)于大量塵料飛損(sun)(sun)，使(shi)物料損(sun)(sun)耗(hao)和能量消耗(hao)增高，也惡化(hua)(hua)了車間生產環境。但由(you)于優質(zhi)菱鎂礦(kuang)石容易獲得(de)(de)，價(jia)格很低廉，所以，仍是我國電熔(rong)(rong)氧化(hua)(hua)鎂用得(de)(de)最多最廣泛的原料。

(2)配料

①菱鎂礦。菱鎂礦石(shi)(shi)中(zhong)氧化(hua)鎂的(de)(de)含量(liang)高低和(he)(he)化(hua)學(xue)成分(fen)直(zhi)接影響到(dao)電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂的(de)(de)質(zhi)量(liang)，同時(shi)在電熔(rong)過(guo)程中(zhong)也直(zhi)接影響到(dao)電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂得到(dao)的(de)(de)品級(ji)比例，因此，為了保證(zheng)電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂的(de)(de)質(zhi)量(liang)和(he)(he)品級(ji)比例，必(bi)須對各種礦石(shi)(shi)進行(xing)適當的(de)(de)配(pei)比后進行(xing)熔(rong)煉。

②水(shui)鎂石。我國的(de)(de)遼(liao)寧省水(shui)鎂石的(de)(de)礦源(yuan)非常豐富，水(shui)鎂石中(zhong)氧(yang)(yang)化鎂含量(liang)高于菱鎂礦石。它也是一種制造電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化鎂的(de)(de)原(yuan)料，部分(fen)地(di)區水(shui)鎂石的(de)(de)化學成分(fen)見表2。

表2水鎂石的化(hua)學成分/%

③輕(qing)燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)。以輕(qing)燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為電(dian)(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)原料(liao)，可(ke)以使生產(chan)環(huan)境得(de)到改善，可(ke)以降(jiang)低(di)運輸費用。由(you)于電(dian)(dian)熔(rong)時(shi)排出氣體少，成分也較均勻，對提高電(dian)(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)質量有(you)利。

我國有(you)一(yi)些電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)以輕燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)制(zhi)成球料入(ru)爐電(dian)(dian)熔。輕燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)化鎂(mei)(mei)含量(liang)達到(dao)98%，以此料能生產出白(bai)色大(da)結晶電(dian)(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)(mei)。但由(you)于成球費用(yong)高(gao)，影響(xiang)生產成本(ben)。目前(qian)，有(you)的(de)廠家(jia)采用(yong)反射爐輕燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)，以一(yi)定的(de)粒(li)度(du)加(jia)入(ru)熔爐電(dian)(dian)熔，電(dian)(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)比用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)好，成本(ben)又比用(yong)球料作原料時便(bian)宜，因而得到(dao)了一(yi)定的(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂砂(sha)。為(wei)了某些(xie)電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的特殊要求，有時必須在電熔(rong)(rong)過程中采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)燒(shao)(shao)結鎂砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)電熔(rong)(rong)原(yuan)料，如采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)海水(shui)鎂砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)電熔(rong)(rong)原(yuan)料，一(yi)般首先利用(yong)(yong)(yong)處理海水(shui)和(he)石灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)生產氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂，將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂煅燒(shao)(shao)成輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂。用(yong)(yong)(yong)其他方(fang)(fang)法(fa)(fa)也可以制得輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(詳見工(gong)業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的制取方(fang)(fang)法(fa)(fa))，采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂作(zuo)(zuo)為(wei)原(yuan)料生產電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂。奧絲(si)脫(AusT)和(he)拉(la)特爾(Ruttere)等研究認(ren)為(wei)，極(ji)少(shao)量的雜(za)質氣體(ti)(相(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)(jing)體(ti)的雜(za)質，可明(ming)顯影(ying)響(xiang)晶(jing)(jing)(jing)粒(li)的長(chang)大(da)(da)。因為(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)的作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)在于增(zeng)加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)運(yun)動所需(xu)的能量。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)(jing)(jing)體(ti)能量降(jiang)低，其降(jiang)低量與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截面積(ji)成正(zheng)比，所以必須提高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)能，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)才能離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼續(xu)運(yun)動。并且當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截面積(ji)相(xiang)(xiang)等的晶(jing)(jing)(jing)界(jie)必須變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)數(shu)量愈(yu)多，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)長(chang)大(da)(da)的極(ji)限尺寸(cun)愈(yu)小(xiao)。

另(ling)一方面為了降低電熔凝(ning)氧化鎂(mei)的(de)顯氣(qi)孔(kong)率(lv)，也應盡量減少原料(liao)氧化鎂(mei)的(de)氣(qi)體(ti)排出，因此，采用燒(shao)結鎂(mei)砂電熔有其顯著優點。

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

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性(xing)是同原子(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)力學本性(xing)如(ru)離(li)(li)子(zi)(zi)半徑的(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電位(wei)數(shu)值，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)外層結(jie)構等相關(guan)聯(lian)。而(er)氧化(hua)鎂的(de)離(li)(li)子(zi)(zi)尺寸、質量和(he)(he)電荷(he)、陽離(li)(li)子(zi)(zi)和(he)(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)結(jie)合特性(xing)和(he)(he)強度(du)、離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)極(ji)化(hua)作用、結(jie)晶構造等決定它是一高熔點化(hua)合物。

氧化鎂的(de)熔點和結(jie)構參數(shu)：陽離子半(ban)徑0.074mm;陰離子半(ban)徑0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制(zhi)造的(de)最(zui)重要(yao)過程是由各種(zhong)鎂(mei)(mei)質原料，通過各種(zhong)形(xing)式的(de)加熱(re)方(fang)法(fa)產生(sheng)高(gao)溫(wen)使(shi)鎂(mei)(mei)質材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)，變成(cheng)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)體。要(yao)使(shi)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)融，必須(xu)消耗大量的(de)熱(re)能，以克服離(li)子間的(de)引力。通過強大電(dian)弧產生(sheng)高(gao)溫(wen)而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)方(fang)法(fa)叫做(zuo)電(dian)弧熔(rong)(rong)融法(fa)。這個融化(hua)(hua)過程一般包括熱(re)的(de)傳(chuan)導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體長大等一系(xi)列物理(li)化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)過程。

①脫(tuo)(tuo)(tuo)水(shui)(shui)(shui)過程。用水(shui)(shui)(shui)鎂石作(zuo)原(yuan)料有一(yi)脫(tuo)(tuo)(tuo)水(shui)(shui)(shui)過程。水(shui)(shui)(shui)鎂石的主要成分是氫氧化(hua)鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)(tuo)(tuo)水(shui)(shui)(shui)過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)。用菱鎂礦(kuang)作為(wei)原料時(shi)有一(yi)個脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)包(bao)括(kuo)兩個方面。一(yi)方面是菱鎂礦(kuang)石的熱分(fen)解(jie)，菱鎂礦(kuang)石的主要成分(fen)是碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由于在電熔(rong)過(guo)程中往(wang)往(wang)在原料(liao)氧(yang)化鎂中加(jia)入石(shi)(shi)(shi)墨粉末添加(jia)物(助劑)，在電熔(rong)爐(lu)起動過(guo)程中需在三(san)電極(石(shi)(shi)(shi)墨電極)的(de)下端(duan)用石(shi)(shi)(shi)墨粉末鋪成三(san)角(jiao)形或星形導(dao)線路，在通電過(guo)程中受(shou)熱燒(shao)損(sun)或完全燃燒(shao)除(chu)去石(shi)(shi)(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過(guo)(guo)程。熔(rong)化(hua)過(guo)(guo)程即(ji)氧(yang)化(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子和氧(yang)離子在(zai)強電弧產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)能(neng)作用(yong)下(xia)，克服單晶體中(zhong)的(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)束縛，變(bian)成(cheng)能(neng)自(zi)由(you)(you)運動的(de)(de)過(guo)(guo)程。也就是說(shuo)，氧(yang)化(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)到一定溫度(熔(rong)點)就會由(you)(you)固體變(bian)成(cheng)液(ye)體，叫(jiao)熔(rong)化(hua)。在(zai)這(zhe)一過(guo)(guo)程中(zhong)需(xu)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)大(da)量的(de)(de)電能(neng)。據電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)者(zhe)對用(yong)水鎂(mei)石(shi)作原料生(sheng)(sheng)產(chan)電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱(re)(re)平衡(heng)的(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)比例如下(xia)：氧(yang)化(hua)鎂(mei)晶體生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐(lu)殼(ke)的(de)(de)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子表(biao)面散熱(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電能(neng)損(sun)失(shi)值(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些統(tong)計數據可以(yi)看(kan)出，在(zai)電熔(rong)