電弧(hu)熔爐生(sheng)產電熔氧化(hua)鎂(mei)的工藝流程主要包括：原料(liao)配料(liao)、電弧(hu)熔融(rong)、破碎、選別(bie)、粉(fen)碎、篩(shai)別(bie)、磁選、分類包裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富的優質(zhi)菱鎂礦石，氧(yang)化鎂含量(liang)(liang)高，又易于(yu)開采，因此，被廣(guang)泛用作(zuo)電(dian)熔氧(yang)化鎂的原(yuan)料。采用菱鎂石作(zuo)原(yuan)料，碳酸鎂分解(jie)產生(sheng)CO2氣體(ti)，由于(yu)有(you)大量(liang)(liang)氣體(ti)從爐內排出影(ying)響著電(dian)熔過(guo)程的進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)的結(jie)晶帶的形成均有不利影響，由(you)(you)于大量塵料飛損(sun)，使物料損(sun)耗(hao)和能量消(xiao)耗(hao)增高(gao)，也惡化了車間生產環(huan)境。但由(you)(you)于優質菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石容易獲得(de)，價格(ge)很(hen)低廉(lian)，所以，仍是我國電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)用得(de)最多最廣泛的原(yuan)料。

(2)配料

①菱(ling)鎂礦(kuang)。菱(ling)鎂礦(kuang)石(shi)中氧化(hua)(hua)鎂的(de)含量高低和化(hua)(hua)學(xue)成(cheng)分直接影響(xiang)到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂的(de)質(zhi)量，同(tong)時在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)過(guo)程中也直接影響(xiang)到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂得(de)到(dao)的(de)品(pin)(pin)級比例，因此，為了保(bao)證電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂的(de)質(zhi)量和品(pin)(pin)級比例，必須對各種礦(kuang)石(shi)進(jin)行適當的(de)配(pei)比后(hou)進(jin)行熔(rong)(rong)煉。

②水鎂石(shi)(shi)(shi)。我國的(de)遼寧省水鎂石(shi)(shi)(shi)的(de)礦(kuang)源(yuan)非常豐(feng)富，水鎂石(shi)(shi)(shi)中(zhong)氧化鎂含量高于菱鎂礦(kuang)石(shi)(shi)(shi)。它(ta)也是一種制造電熔凝氧化鎂的(de)原(yuan)料，部分地區(qu)水鎂石(shi)(shi)(shi)的(de)化學成分見表2。

表2水鎂石的(de)化學成分/%

③輕燒氧(yang)化鎂。以(yi)(yi)輕燒氧(yang)化鎂作為電熔氧(yang)化鎂原料，可(ke)以(yi)(yi)使生(sheng)產環境(jing)得到改善，可(ke)以(yi)(yi)降(jiang)低運(yun)輸費(fei)用。由于電熔時排出(chu)氣體少，成分也較均(jun)勻，對提高電熔氧(yang)化鎂質量有利。

我國有(you)一些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)(yi)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)球(qiu)料入(ru)爐(lu)電(dian)熔(rong)。輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量達到(dao)(dao)98%，以(yi)(yi)此料能生(sheng)產出白色大(da)結晶電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)費用高，影響生(sheng)產成(cheng)本(ben)。目前，有(you)的廠家采用反射爐(lu)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)(yi)一定的粒度加入(ru)熔(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的質(zhi)量比用菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)好，成(cheng)本(ben)又比用球(qiu)料作原料時便宜，因(yin)而(er)得到(dao)(dao)了一定的推廣。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)了(le)某(mou)些電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特(te)(te)殊要求，有時(shi)必須(xu)(xu)在(zai)(zai)電熔(rong)(rong)過(guo)程中(zhong)采(cai)用(yong)(yong)燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂作為(wei)電熔(rong)(rong)原料(liao)，如采(cai)用(yong)(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)(mei)砂作為(wei)電熔(rong)(rong)原料(liao)，一般首先利用(yong)(yong)處(chu)理海(hai)水和石(shi)灰乳作用(yong)(yong)生產氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方法(fa)也可以(yi)制得(de)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳(xiang)見工(gong)業氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制取方法(fa))，采(cai)用(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作為(wei)原料(liao)生產電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧(ao)絲(si)脫(AusT)和拉特(te)(te)爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極少量(liang)的(de)(de)雜(za)質(zhi)氣體(ti)(相(xiang))也屬于晶體(ti)的(de)(de)雜(za)質(zhi)，可明顯影響晶粒(li)的(de)(de)長大。因為(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)的(de)(de)作用(yong)(yong)在(zai)(zai)于增加(jia)晶界(jie)運(yun)動所需的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)。當晶界(jie)與(yu)(yu)第(di)(di)二相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，晶體(ti)能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)降(jiang)低(di)，其降(jiang)低(di)量(liang)與(yu)(yu)第(di)(di)二相(xiang)橫截(jie)面(mian)積成正比(bi)，所以(yi)必須(xu)(xu)提高(gao)晶界(jie)能(neng)(neng)(neng)(neng)，晶界(jie)才能(neng)(neng)(neng)(neng)離開第(di)(di)二相(xiang)繼續(xu)運(yun)動。并且當晶界(jie)與(yu)(yu)第(di)(di)二相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，與(yu)(yu)第(di)(di)二相(xiang)橫截(jie)面(mian)積相(xiang)等的(de)(de)晶界(jie)必須(xu)(xu)變(bian)形，第(di)(di)二相(xiang)數(shu)量(liang)愈多，晶粒(li)長大的(de)(de)極限尺寸愈小。

另一方面為了降低電熔(rong)凝氧化鎂(mei)的顯氣孔率，也應盡量減(jian)少原料氧化鎂(mei)的氣體排(pai)出，因此，采用(yong)燒結鎂(mei)砂(sha)電熔(rong)有其顯著優點。

⑤電熔(rong)氧化(hua)鎂單晶的(de)化(hua)學原料(liao)質(zhi)量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是同原子和(he)分子的量子力(li)學(xue)本性(xing)如離(li)子半(ban)徑的尺(chi)寸，離(li)子的電(dian)位(wei)數值，離(li)子的電(dian)子外層結構(gou)等相(xiang)關聯。而氧化鎂的離(li)子尺(chi)寸、質量和(he)電(dian)荷、陽離(li)子和(he)陰離(li)子之間的結合(he)特(te)性(xing)和(he)強度(du)、離(li)子的極化作用、結晶構(gou)造等決定(ding)它是一高熔點(dian)化合(he)物。

氧化鎂(mei)的(de)熔點和結構(gou)參數(shu)：陽(yang)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(xiao)配位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂制造的最重要過(guo)(guo)程是由各(ge)種鎂質(zhi)原料(liao)，通(tong)過(guo)(guo)各(ge)種形(xing)式的加(jia)熱方法(fa)產生高溫(wen)使鎂質(zhi)材料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)，變成氧(yang)化(hua)鎂熔(rong)體(ti)(ti)。要使氧(yang)化(hua)鎂熔(rong)融(rong)，必須消耗大量的熱能，以克服離子(zi)間的引力。通(tong)過(guo)(guo)強(qiang)大電(dian)弧(hu)產生高溫(wen)而熔(rong)化(hua)氧(yang)化(hua)鎂的方法(fa)叫做電(dian)弧(hu)熔(rong)融(rong)法(fa)。這個(ge)融(rong)化(hua)過(guo)(guo)程一般包括熱的傳導、脫水(shui)、脫碳、熔(rong)化(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)(ti)長大等(deng)一系列(lie)物(wu)理化(hua)學變化(hua)的過(guo)(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)過程(cheng)。用水(shui)鎂(mei)石(shi)作原料有一脫(tuo)水(shui)過程(cheng)。水(shui)鎂(mei)石(shi)的主要(yao)成(cheng)分是氫氧化(hua)鎂(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)水(shui)過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程(cheng)(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)(mei)礦作(zuo)為原料時有一個(ge)脫碳(tan)過程(cheng)(cheng)，脫碳(tan)過程(cheng)(cheng)包(bao)括(kuo)兩個(ge)方(fang)面。一方(fang)面是菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石的(de)熱分解，菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石的(de)主要成分是碳(tan)酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在電(dian)(dian)熔過程(cheng)中(zhong)往往在原(yuan)料氧化鎂中(zhong)加(jia)入石(shi)墨(mo)(mo)粉(fen)末添(tian)加(jia)物(助劑)，在電(dian)(dian)熔爐(lu)起動過程(cheng)中(zhong)需(xu)在三電(dian)(dian)極(石(shi)墨(mo)(mo)電(dian)(dian)極)的下(xia)端用石(shi)墨(mo)(mo)粉(fen)末鋪成三角形或星形導線(xian)路，在通電(dian)(dian)過程(cheng)中(zhong)受熱燒損或完全燃(ran)燒除(chu)去石(shi)墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)即(ji)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離子和氧離子在強電(dian)弧產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)能(neng)作(zuo)用下(xia)，克服單晶體中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)晶格(ge)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)束縛(fu)，變成能(neng)自(zi)由運動的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)。也就是說，氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)到一(yi)定(ding)溫度(熔(rong)點)就會由固體變成液體，叫熔(rong)化(hua)(hua)(hua)。在這一(yi)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)需消(xiao)(xiao)耗(hao)大(da)量的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)(sheng)產者對用水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料生(sheng)(sheng)產電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)平衡(heng)的(de)(de)(de)(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)比例如下(xia)：氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶體生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)(xiao)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水(shui)(shui)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損(sun)失(shi)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計(ji)數(shu)據(ju)可以(yi)看出，在電(dian)熔(rong)