電(dian)(dian)弧(hu)熔(rong)爐生產電(dian)(dian)熔(rong)氧化鎂的工藝流程主要包括：原料(liao)配料(liao)、電(dian)(dian)弧(hu)熔(rong)融、破碎(sui)、選(xuan)別(bie)、粉碎(sui)、篩別(bie)、磁選(xuan)、分類包裝等。

(1)原料

我國有豐富的優質菱(ling)鎂(mei)礦石，氧(yang)化鎂(mei)含量(liang)高，又易于(yu)開采，因此，被(bei)廣泛(fan)用作電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)的原料。采用菱(ling)鎂(mei)石作原料，碳酸鎂(mei)分(fen)解產生CO2氣體，由于(yu)有大量(liang)氣體從爐內排(pai)出影響著電熔(rong)過程的進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)鎂(mei)的(de)結晶帶的(de)形成均有不利(li)影響，由(you)于大(da)量塵料(liao)飛損，使物(wu)料(liao)損耗(hao)(hao)和能量消耗(hao)(hao)增高，也惡化(hua)了車間生產(chan)環境。但(dan)由(you)于優質(zhi)菱鎂(mei)礦石容易(yi)獲得(de)，價格很低廉，所以，仍是我(wo)國電熔氧化(hua)鎂(mei)用得(de)最多最廣泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石中氧(yang)化(hua)鎂(mei)的含量高低和化(hua)學成分直接影響(xiang)到電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的質量，同時(shi)在電(dian)熔過程中也(ye)直接影響(xiang)到電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)得到的品級比例，因此(ci)，為了保證電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的質量和品級比例，必須對各種(zhong)礦石進(jin)行適當的配比后進(jin)行熔煉。

②水鎂(mei)(mei)石(shi)。我國的(de)遼(liao)寧省水鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)礦源非常豐富(fu)，水鎂(mei)(mei)石(shi)中氧化鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)。它也是一種制造電熔凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)原(yuan)料，部分地區(qu)水鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)化學(xue)成分見(jian)表(biao)2。

表2水鎂(mei)石的(de)化學成分/%

③輕(qing)燒氧(yang)化鎂。以(yi)輕(qing)燒氧(yang)化鎂作為電(dian)熔氧(yang)化鎂原料(liao)，可以(yi)使生產環境得到改善(shan)，可以(yi)降低運輸費用。由于電(dian)熔時排出氣體少，成分也較均勻，對提高電(dian)熔氧(yang)化鎂質量有利(li)。

我國(guo)有(you)一(yi)些電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制(zhi)成(cheng)球料(liao)入爐(lu)(lu)電熔(rong)。輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量達到(dao)98%，以此料(liao)能生(sheng)產出白色大(da)結晶電熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但(dan)由(you)于成(cheng)球費用(yong)(yong)高，影響(xiang)生(sheng)產成(cheng)本(ben)。目前，有(you)的(de)廠家采(cai)用(yong)(yong)反射(she)爐(lu)(lu)輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以一(yi)定(ding)的(de)粒度加入熔(rong)爐(lu)(lu)電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量比(bi)用(yong)(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本(ben)又比(bi)用(yong)(yong)球料(liao)作原料(liao)時便宜(yi)，因而得到(dao)了(le)一(yi)定(ding)的(de)推廣。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)砂。為(wei)(wei)(wei)了某些電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)特(te)殊要(yao)求，有時(shi)必(bi)(bi)須在電(dian)(dian)熔(rong)過程中采(cai)用(yong)燒(shao)結(jie)鎂(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)(liao)，如采(cai)用(yong)海(hai)水鎂(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)(liao)，一(yi)般首(shou)先(xian)利用(yong)處(chu)理海(hai)水和(he)石灰乳(ru)作(zuo)(zuo)用(yong)生產氫氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，將(jiang)氫氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。用(yong)其(qi)他方法也(ye)可以制得輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(詳(xiang)見(jian)工業氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)制取方法)，采(cai)用(yong)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)原(yuan)料(liao)(liao)生產電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。奧絲(si)脫(tuo)(AusT)和(he)拉特(te)爾(Ruttere)等研究認(ren)為(wei)(wei)(wei)，極少(shao)量的(de)(de)(de)(de)雜質(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于(yu)晶(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)(de)(de)雜質(zhi)，可明顯影響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)(de)長大。因為(wei)(wei)(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)在于(yu)增加(jia)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)運動(dong)所(suo)需的(de)(de)(de)(de)能(neng)量。當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)體(ti)能(neng)量降低(di)，其(qi)降低(di)量與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截面積(ji)成正比，所(suo)以必(bi)(bi)須提(ti)高晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)才(cai)能(neng)離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼續(xu)運動(dong)。并且當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截面積(ji)相(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)必(bi)(bi)須變(bian)形(xing)，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)數(shu)量愈(yu)多，晶(jing)(jing)粒長大的(de)(de)(de)(de)極限尺寸愈(yu)小。

另一方面為(wei)了降低電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)的顯(xian)氣孔(kong)率，也(ye)應盡(jin)量減少原(yuan)料(liao)氧(yang)化鎂(mei)的氣體排出，因此，采(cai)用燒(shao)結鎂(mei)砂電(dian)熔(rong)有其顯(xian)著優(you)點。

⑤電熔氧(yang)化(hua)鎂單晶的化(hua)學(xue)原料質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特性是同原子(zi)和(he)分子(zi)的(de)量(liang)子(zi)力學(xue)本(ben)性如離子(zi)半徑的(de)尺寸，離子(zi)的(de)電位數值(zhi)，離子(zi)的(de)電子(zi)外(wai)層結(jie)構等(deng)相(xiang)關聯。而氧化鎂的(de)離子(zi)尺寸、質量(liang)和(he)電荷、陽離子(zi)和(he)陰離子(zi)之間的(de)結(jie)合(he)特性和(he)強度、離子(zi)的(de)極化作用(yong)、結(jie)晶構造等(deng)決定它是一高熔點化合(he)物。

氧(yang)化鎂的熔點和結(jie)(jie)構參數(shu)：陽離(li)子(zi)半(ban)徑0.074mm;陰離(li)子(zi)半(ban)徑0.53mm;結(jie)(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)凝氧化(hua)鎂(mei)制(zhi)造的(de)(de)(de)最重要(yao)過(guo)程是由(you)各種(zhong)鎂(mei)質原(yuan)料，通過(guo)各種(zhong)形(xing)式的(de)(de)(de)加熱(re)方法產(chan)生高溫使鎂(mei)質材(cai)料(MgO)熔(rong)化(hua)，變成(cheng)氧化(hua)鎂(mei)熔(rong)體(ti)(ti)。要(yao)使氧化(hua)鎂(mei)熔(rong)融(rong)，必須消耗大量的(de)(de)(de)熱(re)能，以(yi)克服離子間的(de)(de)(de)引力。通過(guo)強大電(dian)弧產(chan)生高溫而熔(rong)化(hua)氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)方法叫做電(dian)弧熔(rong)融(rong)法。這(zhe)個融(rong)化(hua)過(guo)程一般包括熱(re)的(de)(de)(de)傳(chuan)導、脫水(shui)、脫碳、熔(rong)化(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)(ti)長(chang)大等一系列物理化(hua)學變化(hua)的(de)(de)(de)過(guo)程。

①脫(tuo)水過(guo)程。用水鎂(mei)石(shi)作原料有一(yi)脫(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(qi)脫(tuo)水過(guo)程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)程。用菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)作為原料時有一個脫(tuo)碳(tan)過(guo)程，脫(tuo)碳(tan)過(guo)程包括(kuo)兩個方面。一方面是(shi)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石的(de)熱分解，菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石的(de)主要成分是(shi)碳(tan)酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于(yu)在電(dian)熔過程中往往在原料氧化(hua)鎂中加入石(shi)墨(mo)粉(fen)末(mo)添加物(助劑)，在電(dian)熔爐起(qi)動(dong)過程中需在三電(dian)極(ji)(ji)(石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji)(ji))的下端用石(shi)墨(mo)粉(fen)末(mo)鋪成三角形或(huo)星形導線(xian)路，在通電(dian)過程中受熱燒損或(huo)完全燃燒除(chu)去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)即氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)中(zhong)(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)離子和氧(yang)離子在(zai)(zai)強電(dian)(dian)弧產(chan)生(sheng)的(de)熱(re)能(neng)作用下，克服單晶(jing)體中(zhong)(zhong)的(de)晶(jing)格能(neng)的(de)束縛，變成(cheng)能(neng)自(zi)由(you)(you)運動的(de)過(guo)程(cheng)。也就是說，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)加熱(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)點)就會由(you)(you)固體變成(cheng)液體，叫(jiao)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)。在(zai)(zai)這(zhe)(zhe)一過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)需消(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)電(dian)(dian)能(neng)。據電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)生(sheng)產(chan)者對用水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石作原料生(sheng)產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)熱(re)平衡的(de)衡算，熱(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)比例如下：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)晶(jing)體生(sheng)成(cheng)熱(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮(pi)消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)熱(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損失(shi)值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)(zhe)些統(tong)計數據可以看出，在(zai)(zai)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)