電(dian)弧熔爐生產電(dian)熔氧(yang)化鎂的工藝流程主要包括：原料(liao)配料(liao)、電(dian)弧熔融(rong)、破碎、選別、粉(fen)碎、篩別、磁(ci)選、分類包裝等。

(1)原料

我國有豐(feng)富的(de)優質菱(ling)鎂(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)含量高，又(you)易于開采，因此(ci)，被廣泛用(yong)作(zuo)電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)的(de)原(yuan)料。采用(yong)菱(ling)鎂(mei)石作(zuo)原(yuan)料，碳酸(suan)鎂(mei)分(fen)解產(chan)生CO2氣(qi)體(ti)，由于有大量氣(qi)體(ti)從爐內排出(chu)影響著(zhu)電(dian)熔過(guo)程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電(dian)熔氧(yang)化鎂的(de)結晶帶(dai)的(de)形成均有(you)不利(li)影響，由(you)于大量塵料(liao)(liao)飛損，使物料(liao)(liao)損耗和能量消耗增(zeng)高，也惡化了車間生產環境。但由(you)于優質菱鎂礦石(shi)容易獲得(de)，價(jia)格很低廉，所以，仍是我國電(dian)熔氧(yang)化鎂用得(de)最多最廣泛的(de)原料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)中氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)含量高低(di)和化(hua)學成分直接影響到(dao)電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量，同時在(zai)電熔過程(cheng)中也直接影響到(dao)電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)得(de)到(dao)的(de)品級比例，因此(ci)，為了(le)保證(zheng)電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量和品級比例，必須對各(ge)種礦石(shi)進行適當的(de)配比后進行熔煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石。我國的(de)(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)(de)礦(kuang)源非常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)石中(zhong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)含量高于(yu)菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石。它也是一種(zhong)制(zhi)造(zao)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)原料，部分(fen)(fen)地區水(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)(de)化學成分(fen)(fen)見表2。

表2水鎂石(shi)的化學(xue)成分/%

③輕燒(shao)氧(yang)化鎂。以(yi)(yi)(yi)輕燒(shao)氧(yang)化鎂作(zuo)為電熔氧(yang)化鎂原料(liao)，可以(yi)(yi)(yi)使生產環境(jing)得到改善(shan)，可以(yi)(yi)(yi)降低運(yun)輸費用。由于(yu)電熔時排出氣(qi)體少，成分(fen)也較均勻，對提(ti)高電熔氧(yang)化鎂質量有利。

我(wo)國有一(yi)些電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂以輕(qing)燒氧(yang)化鎂制成(cheng)(cheng)球料(liao)入爐電(dian)(dian)熔(rong)(rong)。輕(qing)燒氧(yang)化鎂的(de)氧(yang)化鎂含量達(da)到(dao)98%，以此料(liao)能生(sheng)產(chan)(chan)出白色大(da)結晶電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂。但由于成(cheng)(cheng)球費用(yong)高，影響生(sheng)產(chan)(chan)成(cheng)(cheng)本。目前，有的(de)廠家(jia)采用(yong)反射爐輕(qing)燒氧(yang)化鎂，以一(yi)定的(de)粒度加入熔(rong)(rong)爐電(dian)(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂的(de)質(zhi)量比(bi)用(yong)菱鎂礦石好，成(cheng)(cheng)本又比(bi)用(yong)球料(liao)作原料(liao)時(shi)便(bian)宜，因(yin)而得到(dao)了一(yi)定的(de)推廣(guang)。

④燒結鎂(mei)砂(sha)。為(wei)了某些(xie)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)特殊要(yao)求，有時必(bi)須(xu)在電(dian)熔(rong)過程中采用(yong)(yong)燒結鎂(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)(yuan)料，如采用(yong)(yong)海(hai)水鎂(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)(yuan)料，一般(ban)首先利(li)用(yong)(yong)處理海(hai)水和石灰乳作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)生產氫(qing)(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)，將氫(qing)(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)煅燒成(cheng)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)其他(ta)方(fang)(fang)法(fa)也可(ke)以制得輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(詳見工(gong)業氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)制取方(fang)(fang)法(fa))，采用(yong)(yong)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)原(yuan)(yuan)料生產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)研究(jiu)認(ren)為(wei)，極(ji)少量的(de)(de)雜質(zhi)氣體(ti)(相)也屬于晶體(ti)的(de)(de)雜質(zhi)，可(ke)明顯影響(xiang)晶粒的(de)(de)長大。因為(wei)雜質(zhi)相的(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)在于增(zeng)加晶界(jie)運動所需的(de)(de)能量。當晶界(jie)與(yu)第(di)(di)(di)二(er)(er)(er)相相遇時，晶體(ti)能量降低(di)(di)，其降低(di)(di)量與(yu)第(di)(di)(di)二(er)(er)(er)相橫截面(mian)積成(cheng)正比，所以必(bi)須(xu)提高晶界(jie)能，晶界(jie)才能離開第(di)(di)(di)二(er)(er)(er)相繼續(xu)運動。并且當晶界(jie)與(yu)第(di)(di)(di)二(er)(er)(er)相相遇時，與(yu)第(di)(di)(di)二(er)(er)(er)相橫截面(mian)積相等(deng)的(de)(de)晶界(jie)必(bi)須(xu)變(bian)形(xing)，第(di)(di)(di)二(er)(er)(er)相數(shu)量愈(yu)多，晶粒長大的(de)(de)極(ji)限尺(chi)寸愈(yu)小。

另一方面(mian)為了降低(di)電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)顯(xian)氣(qi)孔率，也應盡量減(jian)少原料氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)氣(qi)體排出，因此，采用燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂電熔(rong)有其顯(xian)著優(you)點(dian)。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶的化(hua)學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是同原子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)力學本性如離(li)(li)子(zi)(zi)半徑的(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電(dian)(dian)位數值，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)外層(ceng)結(jie)構(gou)等相關聯。而氧化鎂的(de)離(li)(li)子(zi)(zi)尺寸、質量和電(dian)(dian)荷、陽(yang)離(li)(li)子(zi)(zi)和陰離(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)結(jie)合(he)特(te)性和強度(du)、離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)極化作(zuo)用(yong)、結(jie)晶構(gou)造等決定它是一(yi)高(gao)熔(rong)點化合(he)物(wu)。

氧(yang)化鎂的熔點和結構(gou)參(can)數(shu)：陽離子(zi)半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離子(zi)半(ban)徑(jing)0.53mm;結構(gou)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(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造的最重要(yao)(yao)過程(cheng)(cheng)是由各種(zhong)鎂(mei)質原料，通過各種(zhong)形式的加(jia)熱方(fang)法產生高(gao)溫使(shi)鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成(cheng)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)體。要(yao)(yao)使(shi)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)融，必須(xu)消耗大(da)(da)量的熱能，以克服離子間的引力。通過強大(da)(da)電(dian)弧產生高(gao)溫而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的方(fang)法叫做電(dian)弧熔(rong)融法。這個融化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)一般包括熱的傳導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大(da)(da)等一系(xi)列(lie)物(wu)理(li)化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的過程(cheng)(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)(shui)(shui)(shui)過程(cheng)。用水(shui)(shui)(shui)(shui)鎂石(shi)作原(yuan)料有一脫(tuo)水(shui)(shui)(shui)(shui)過程(cheng)。水(shui)(shui)(shui)(shui)鎂石(shi)的主要成分(fen)是(shi)氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)(shui)(shui)(shui)過程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)(tan)過程。用菱鎂(mei)礦作(zuo)為原料時(shi)有(you)一(yi)個脫碳(tan)(tan)(tan)過程，脫碳(tan)(tan)(tan)過程包括兩(liang)個方面。一(yi)方面是(shi)菱鎂(mei)礦石(shi)的熱分解，菱鎂(mei)礦石(shi)的主要(yao)成分是(shi)碳(tan)(tan)(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于在(zai)電(dian)熔過程(cheng)中(zhong)(zhong)往往在(zai)原料氧化鎂(mei)中(zhong)(zhong)加入(ru)石(shi)墨粉末(mo)添加物(wu)(助劑)，在(zai)電(dian)熔爐起動過程(cheng)中(zhong)(zhong)需在(zai)三電(dian)極(石(shi)墨電(dian)極)的(de)下端用石(shi)墨粉末(mo)鋪成三角形或星形導線路，在(zai)通電(dian)過程(cheng)中(zhong)(zhong)受熱燒損或完(wan)全燃燒除去(qu)石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)過程。熔(rong)(rong)化(hua)過程即氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)中(zhong)(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)離(li)子和(he)氧離(li)子在(zai)強電弧產(chan)生(sheng)的(de)(de)熱能(neng)作(zuo)用下，克服單(dan)晶(jing)體(ti)中(zhong)(zhong)的(de)(de)晶(jing)格能(neng)的(de)(de)束縛(fu)，變成(cheng)能(neng)自(zi)由(you)運動的(de)(de)過程。也就是說，氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)加熱到一定溫度(du)(熔(rong)(rong)點)就會由(you)固體(ti)變成(cheng)液體(ti)，叫(jiao)熔(rong)(rong)化(hua)。在(zai)這一過程中(zhong)(zhong)需(xu)消(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)大量(liang)的(de)(de)電能(neng)。據電熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)生(sheng)產(chan)者對用水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)石作(zuo)原(yuan)料生(sheng)產(chan)電熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)熱平衡(heng)的(de)(de)衡(heng)算，熱消(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)的(de)(de)比例如下：氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)晶(jing)體(ti)生(sheng)成(cheng)熱消(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)熱值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)熱耗(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)(leng)卻(que)水(shui)耗(hao)熱值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)(leng)卻(que)爐殼的(de)(de)水(shui)耗(hao)熱值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散熱值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱值(zhi)(zhi)28.8%。電能(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這些統計(ji)數(shu)據可以看(kan)出，在(zai)電熔(rong)(rong)