電弧(hu)熔(rong)爐生產電熔(rong)氧化鎂(mei)的工藝流程主要包(bao)括：原(yuan)料(liao)配(pei)料(liao)、電弧(hu)熔(rong)融(rong)、破碎(sui)、選別、粉碎(sui)、篩別、磁選、分(fen)類包(bao)裝等。

(1)原料

我國(guo)有豐富的優質(zhi)菱(ling)鎂礦石，氧化(hua)鎂含(han)量高，又易于開采，因此，被(bei)廣泛用(yong)作電熔(rong)氧化(hua)鎂的原(yuan)料。采用(yong)菱(ling)鎂石作原(yuan)料，碳酸鎂分解產生CO2氣體(ti)，由于有大(da)量氣體(ti)從爐內排(pai)出(chu)影響著電熔(rong)過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂(mei)(mei)的(de)結(jie)晶(jing)帶(dai)的(de)形成均有不利(li)影響，由于大量塵料(liao)飛(fei)損(sun)，使(shi)物(wu)料(liao)損(sun)耗(hao)(hao)和能(neng)量消耗(hao)(hao)增高，也惡化了車間生(sheng)產環(huan)境。但由于優質菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石容易獲得，價格(ge)很低廉，所以，仍是我國電熔氧化鎂(mei)(mei)用得最多(duo)最廣泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)礦石中氧(yang)化鎂(mei)的(de)含量高(gao)低和化學成分直(zhi)接影響到(dao)電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的(de)質量，同(tong)時在電(dian)熔過(guo)程中也直(zhi)接影響到(dao)電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)得到(dao)的(de)品(pin)級(ji)比(bi)例，因此，為了保證電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的(de)質量和品(pin)級(ji)比(bi)例，必須對各種礦石進行(xing)適當的(de)配比(bi)后進行(xing)熔煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石。我(wo)國(guo)的(de)遼(liao)寧(ning)省水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石的(de)礦(kuang)源非常豐(feng)富，水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石中氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量高于菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石。它也是一種制造電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)原料，部分(fen)(fen)地(di)區水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石的(de)化(hua)學成分(fen)(fen)見表2。

表2水鎂石的化(hua)學成分/%

③輕燒氧(yang)化鎂(mei)。以輕燒氧(yang)化鎂(mei)作為(wei)電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)原料(liao)，可以使生產環境得到改善，可以降低運(yun)輸費用。由于電(dian)熔(rong)時排出氣體少，成(cheng)分也較均勻(yun)，對提(ti)高電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)質(zhi)量有(you)利。

我國(guo)有(you)一(yi)些電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以輕(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)球料(liao)入(ru)爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)。輕(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量達到98%，以此料(liao)能生(sheng)產出白色大結晶電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由于(yu)成(cheng)球費(fei)用(yong)高，影響生(sheng)產成(cheng)本。目前，有(you)的廠家(jia)采用(yong)反射爐(lu)輕(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以一(yi)定的粒度加(jia)入(ru)熔(rong)(rong)爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的質量比用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本又比用(yong)球料(liao)作原(yuan)料(liao)時便宜，因而得到了一(yi)定的推廣(guang)。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)(sha)。為(wei)了某些(xie)電熔(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)(de)特殊要求，有時(shi)(shi)必須在(zai)電熔(rong)(rong)過程中采用燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為(wei)電熔(rong)(rong)原(yuan)料(liao)(liao)，如采用海水(shui)鎂(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為(wei)電熔(rong)(rong)原(yuan)料(liao)(liao)，一般首先利用處(chu)理海水(shui)和石灰乳作(zuo)用生(sheng)產(chan)氫氧化鎂(mei)(mei)，將氫氧化鎂(mei)(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)。用其他方法也可以制(zhi)得輕燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)(詳(xiang)見工業氧化鎂(mei)(mei)的(de)(de)制(zhi)取方法)，采用輕燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原(yuan)料(liao)(liao)生(sheng)產(chan)電熔(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(er)(Ruttere)等(deng)研(yan)究認為(wei)，極少(shao)量的(de)(de)雜質氣體(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)體的(de)(de)雜質，可明顯影響晶(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)長大(da)(da)。因(yin)為(wei)雜質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用在(zai)于增加晶(jing)(jing)界(jie)運動所需的(de)(de)能(neng)量。當晶(jing)(jing)界(jie)與第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)(shi)，晶(jing)(jing)體能(neng)量降低，其降低量與第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積(ji)(ji)成正比，所以必須提高(gao)晶(jing)(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)才(cai)能(neng)離開第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼(ji)續運動。并且當晶(jing)(jing)界(jie)與第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)(shi)，與第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積(ji)(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)必須變(bian)形(xing)，第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量愈(yu)多，晶(jing)(jing)粒(li)長大(da)(da)的(de)(de)極限尺寸愈(yu)小。

另一方面為了(le)降低電熔(rong)(rong)凝氧化鎂的顯氣孔率，也(ye)應(ying)盡(jin)量(liang)減少原料氧化鎂的氣體排出，因(yin)此，采用燒結鎂砂電熔(rong)(rong)有其顯著(zhu)優點。

⑤電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)單晶的化學原(yuan)料質量要(yao)求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些(xie)特(te)性(xing)是同原(yuan)子(zi)和(he)分子(zi)的(de)量子(zi)力(li)學本性(xing)如離(li)(li)子(zi)半徑的(de)尺(chi)寸(cun)，離(li)(li)子(zi)的(de)電(dian)(dian)位(wei)數(shu)值，離(li)(li)子(zi)的(de)電(dian)(dian)子(zi)外層結(jie)構等相關聯。而氧化(hua)鎂的(de)離(li)(li)子(zi)尺(chi)寸(cun)、質量和(he)電(dian)(dian)荷、陽離(li)(li)子(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)之間的(de)結(jie)合特(te)性(xing)和(he)強度、離(li)(li)子(zi)的(de)極化(hua)作用、結(jie)晶構造(zao)等決定它(ta)是一高(gao)熔點化(hua)合物。

氧化鎂(mei)的熔點(dian)和結構參數：陽離(li)子(zi)半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離(li)子(zi)半(ban)徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制造的(de)(de)(de)(de)最重要過(guo)程是由各種鎂(mei)(mei)(mei)質(zhi)原料(liao)，通過(guo)各種形式的(de)(de)(de)(de)加熱方(fang)法產(chan)生高溫(wen)(wen)使(shi)鎂(mei)(mei)(mei)質(zhi)材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)，變(bian)(bian)成氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)體。要使(shi)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)融，必(bi)須消耗大(da)量的(de)(de)(de)(de)熱能，以(yi)克(ke)服離子間的(de)(de)(de)(de)引力。通過(guo)強(qiang)大(da)電(dian)(dian)弧產(chan)生高溫(wen)(wen)而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)方(fang)法叫做電(dian)(dian)弧熔(rong)(rong)融法。這個融化(hua)(hua)過(guo)程一(yi)般包(bao)括熱的(de)(de)(de)(de)傳導(dao)、脫水(shui)、脫碳(tan)、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體長大(da)等一(yi)系列物理化(hua)(hua)學變(bian)(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)過(guo)程。

①脫(tuo)(tuo)水過(guo)程。用水鎂(mei)石(shi)作原料有一脫(tuo)(tuo)水過(guo)程。水鎂(mei)石(shi)的主要成分是(shi)氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)(tuo)水過(guo)程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)碳過(guo)(guo)程。用菱鎂礦(kuang)作(zuo)為原料時有一個(ge)(ge)脫(tuo)(tuo)碳過(guo)(guo)程，脫(tuo)(tuo)碳過(guo)(guo)程包(bao)括兩個(ge)(ge)方面。一方面是菱鎂礦(kuang)石的熱分(fen)解，菱鎂礦(kuang)石的主要成分(fen)是碳酸(suan)鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由(you)于在(zai)電(dian)(dian)熔過程(cheng)中(zhong)(zhong)往往在(zai)原料氧化(hua)鎂(mei)中(zhong)(zhong)加入(ru)石墨(mo)粉末(mo)添加物(助(zhu)劑)，在(zai)電(dian)(dian)熔爐(lu)起動過程(cheng)中(zhong)(zhong)需(xu)在(zai)三電(dian)(dian)極(ji)(石墨(mo)電(dian)(dian)極(ji))的下端用石墨(mo)粉末(mo)鋪成三角形或星形導線(xian)路，在(zai)通電(dian)(dian)過程(cheng)中(zhong)(zhong)受熱燒損或完全燃燒除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)過(guo)程。熔化(hua)過(guo)程即氧化(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離(li)子和氧離(li)子在強電(dian)(dian)(dian)(dian)弧產(chan)生的(de)熱(re)能(neng)作(zuo)用下，克服(fu)單晶(jing)體(ti)中的(de)晶(jing)格能(neng)的(de)束縛，變成(cheng)(cheng)能(neng)自由(you)運動的(de)過(guo)程。也就是說，氧化(hua)鎂(mei)加熱(re)到一(yi)定溫度(熔點)就會由(you)固(gu)體(ti)變成(cheng)(cheng)液體(ti)，叫熔化(hua)。在這(zhe)(zhe)一(yi)過(guo)程中需消耗(hao)(hao)(hao)大量(liang)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)(dian)(dian)(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)生產(chan)者對(dui)用水(shui)(shui)鎂(mei)石作(zuo)原料生產(chan)電(dian)(dian)(dian)(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)熱(re)平衡的(de)衡算，熱(re)消耗(hao)(hao)(hao)的(de)比例如下：氧化(hua)鎂(mei)晶(jing)體(ti)生成(cheng)(cheng)熱(re)消耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生成(cheng)(cheng)熱(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)水(shui)(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)(zhe)些統計數據(ju)可以看出，在電(dian)(dian)(dian)(dian)熔