電弧(hu)熔(rong)(rong)爐生產電熔(rong)(rong)氧化鎂的工藝流(liu)程主(zhu)要包括：原料(liao)(liao)配料(liao)(liao)、電弧(hu)熔(rong)(rong)融、破碎、選(xuan)別(bie)、粉(fen)碎、篩別(bie)、磁選(xuan)、分類(lei)包裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有豐富的(de)(de)優質菱鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量高，又易于開采(cai)(cai)，因此，被廣泛用作電熔(rong)氧化鎂(mei)的(de)(de)原(yuan)料。采(cai)(cai)用菱鎂(mei)石作原(yuan)料，碳酸(suan)鎂(mei)分(fen)解(jie)產生CO2氣體，由于有大量氣體從爐內(nei)排出影響著(zhu)電熔(rong)過程的(de)(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的結晶帶的形成(cheng)均有(you)不利影響，由于(yu)大量(liang)塵料飛(fei)損，使物料損耗和能量(liang)消耗增(zeng)高，也惡化(hua)(hua)了車間生產環境(jing)。但由于(yu)優(you)質(zhi)菱鎂(mei)礦石容易獲得，價格很低廉，所(suo)以(yi)，仍是我國(guo)電(dian)熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)用得最多(duo)最廣(guang)泛(fan)的原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂礦(kuang)。菱(ling)鎂礦(kuang)石(shi)中氧化(hua)鎂的含(han)量(liang)高低和化(hua)學成(cheng)分直(zhi)接影響到電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂的質量(liang)，同時在電(dian)熔(rong)(rong)過程中也直(zhi)接影響到電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂得到的品(pin)級比(bi)例，因此，為了(le)保(bao)證電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂的質量(liang)和品(pin)級比(bi)例，必須對各(ge)種礦(kuang)石(shi)進行適當的配比(bi)后進行熔(rong)(rong)煉。

②水鎂(mei)石(shi)(shi)。我國(guo)的(de)遼寧省(sheng)水鎂(mei)石(shi)(shi)的(de)礦源非常豐(feng)富，水鎂(mei)石(shi)(shi)中氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量高于(yu)菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)(shi)。它也(ye)是一種制造電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)原料，部分(fen)地區水鎂(mei)石(shi)(shi)的(de)化(hua)學成分(fen)見(jian)表(biao)2。

表(biao)2水(shui)鎂石的化學成分/%

③輕燒(shao)(shao)氧化鎂(mei)。以輕燒(shao)(shao)氧化鎂(mei)作為電熔氧化鎂(mei)原料，可以使生產環(huan)境得(de)到(dao)改善(shan)，可以降(jiang)低運輸費用。由于(yu)電熔時排出氣體(ti)少，成分也較(jiao)均勻(yun)，對(dui)提高電熔氧化鎂(mei)質量有利。

我國有一(yi)些(xie)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)以輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)制(zhi)成(cheng)球(qiu)料入(ru)爐(lu)電(dian)熔(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量達(da)到98%，以此料能(neng)生產出白色(se)大結晶電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。但由(you)于成(cheng)球(qiu)費用(yong)高(gao)，影響生產成(cheng)本(ben)(ben)。目前，有的(de)廠(chang)家采用(yong)反(fan)射爐(lu)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)，以一(yi)定的(de)粒度加入(ru)熔(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質量比用(yong)菱鎂(mei)礦石好(hao)，成(cheng)本(ben)(ben)又(you)比用(yong)球(qiu)料作原料時便宜，因而得到了一(yi)定的(de)推廣(guang)。

④燒結鎂(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了(le)某些電熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)特殊要求，有時必(bi)須在電熔(rong)過程中采(cai)用(yong)燒結鎂(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電熔(rong)原(yuan)料，如采(cai)用(yong)海水鎂(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電熔(rong)原(yuan)料，一般首先(xian)利用(yong)處理(li)海水和石灰乳作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)生產氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)煅燒成輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。用(yong)其(qi)他方(fang)法也(ye)可(ke)以(yi)制得輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)制取方(fang)法)，采(cai)用(yong)輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)(wei)原(yuan)料生產電熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉特爾(er)(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)，極(ji)少(shao)量(liang)的(de)(de)(de)雜質(zhi)氣(qi)體(ti)(相(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)(de)雜質(zhi)，可(ke)明顯影響(xiang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)長大。因為(wei)(wei)雜質(zhi)相(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)在于增加晶(jing)(jing)(jing)(jing)界運動(dong)所(suo)需的(de)(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界與(yu)第(di)(di)二相(xiang)相(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)能(neng)(neng)量(liang)降(jiang)低，其(qi)降(jiang)低量(liang)與(yu)第(di)(di)二相(xiang)橫截面(mian)積成正(zheng)比，所(suo)以(yi)必(bi)須提高(gao)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界能(neng)(neng)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界才能(neng)(neng)離(li)開第(di)(di)二相(xiang)繼續運動(dong)。并且(qie)當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界與(yu)第(di)(di)二相(xiang)相(xiang)遇時，與(yu)第(di)(di)二相(xiang)橫截面(mian)積相(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界必(bi)須變(bian)形，第(di)(di)二相(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒長大的(de)(de)(de)極(ji)限尺寸愈小。

另一方(fang)面為了降低(di)電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)顯(xian)氣(qi)孔率，也應盡量減(jian)少原料氧化(hua)鎂(mei)的(de)氣(qi)體排出，因此，采用燒結鎂(mei)砂(sha)電(dian)熔有其顯(xian)著優(you)點(dian)。

⑤電熔(rong)氧(yang)化鎂單晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是(shi)(shi)同原子(zi)和分子(zi)的量子(zi)力學本性(xing)如(ru)離(li)子(zi)半徑的尺寸(cun)(cun)，離(li)子(zi)的電(dian)位數值(zhi)，離(li)子(zi)的電(dian)子(zi)外(wai)層結構等相(xiang)關(guan)聯(lian)。而氧化(hua)鎂(mei)的離(li)子(zi)尺寸(cun)(cun)、質量和電(dian)荷、陽離(li)子(zi)和陰離(li)子(zi)之間的結合(he)特性(xing)和強度、離(li)子(zi)的極化(hua)作用、結晶(jing)構造等決定(ding)它(ta)是(shi)(shi)一(yi)高熔點(dian)化(hua)合(he)物。

氧化鎂的熔(rong)點和結(jie)構(gou)參數：陽離子半(ban)徑0.074mm;陰離子半(ban)徑0.53mm;結(jie)構(gou)類型NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂制(zhi)造的(de)(de)(de)最(zui)重要過程是由各種(zhong)鎂質原料，通過各種(zhong)形式的(de)(de)(de)加熱方法(fa)(fa)產生高溫(wen)使(shi)鎂質材料(MgO)熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)，變成(cheng)氧(yang)(yang)化(hua)鎂熔(rong)(rong)(rong)(rong)體。要使(shi)氧(yang)(yang)化(hua)鎂熔(rong)(rong)(rong)(rong)融，必須(xu)消耗大(da)量(liang)的(de)(de)(de)熱能，以克服離子間的(de)(de)(de)引力。通過強大(da)電(dian)弧(hu)產生高溫(wen)而熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)氧(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)(de)(de)方法(fa)(fa)叫做電(dian)弧(hu)熔(rong)(rong)(rong)(rong)融法(fa)(fa)。這個(ge)融化(hua)過程一(yi)般包括熱的(de)(de)(de)傳導、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大(da)等一(yi)系列物(wu)理化(hua)學變化(hua)的(de)(de)(de)過程。

①脫水(shui)(shui)過程。用水(shui)(shui)鎂石作原料有一(yi)脫水(shui)(shui)過程。水(shui)(shui)鎂石的主要成(cheng)分是氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)(shui)過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)。用菱(ling)鎂礦(kuang)作為原料時有一(yi)個脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)包括兩個方(fang)面。一(yi)方(fang)面是菱(ling)鎂礦(kuang)石(shi)的熱分解，菱(ling)鎂礦(kuang)石(shi)的主要成(cheng)分是碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于在(zai)電(dian)熔過程中(zhong)往往在(zai)原(yuan)料氧化鎂中(zhong)加入石墨(mo)粉(fen)末添加物(wu)(助(zhu)劑)，在(zai)電(dian)熔爐起動(dong)過程中(zhong)需在(zai)三電(dian)極(ji)(石墨(mo)電(dian)極(ji))的下端用(yong)石墨(mo)粉(fen)末鋪成三角(jiao)形(xing)或(huo)星形(xing)導線路，在(zai)通電(dian)過程中(zhong)受熱燒損或(huo)完(wan)全燃燒除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)(hua)過程。熔化(hua)(hua)(hua)過程即氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子和氧離子在(zai)強電(dian)弧產生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)熱能作(zuo)用下，克服單(dan)晶體(ti)中的(de)(de)晶格(ge)能的(de)(de)束縛(fu)，變成(cheng)能自由運動的(de)(de)過程。也就是說，氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)加熱到一定溫度(熔點)就會(hui)由固體(ti)變成(cheng)液體(ti)，叫熔化(hua)(hua)(hua)。在(zai)這一過程中需消耗(hao)(hao)大(da)量(liang)的(de)(de)電(dian)能。據電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)(sheng)產者對用水(shui)鎂(mei)石(shi)作(zuo)原料生(sheng)(sheng)(sheng)產電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱平衡的(de)(de)衡算(suan)，熱消耗(hao)(hao)的(de)(de)比例(li)如下：氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)晶體(ti)生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)熱消耗(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)熱值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)熱耗(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)卻水(shui)耗(hao)(hao)熱值(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐(lu)殼的(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱值(zhi)7.9%，爐(lu)子表面散熱值(zhi)6.4%，煙(yan)氣(qi)帶走熱值(zhi)28.8%。電(dian)能損失(shi)值(zhi)3.2%，從這些(xie)統計數據可以看出(chu)，在(zai)電(dian)熔