電弧(hu)熔爐生(sheng)產電熔氧化鎂的工藝流程主要包括：原料(liao)(liao)配料(liao)(liao)、電弧(hu)熔融、破碎(sui)、選別、粉碎(sui)、篩別、磁選、分(fen)類包裝等。

(1)原料

我(wo)國(guo)有(you)豐富(fu)的優(you)質菱鎂(mei)礦石，氧(yang)化鎂(mei)含量高，又易于開采(cai)，因此(ci)，被廣泛用作電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)的原(yuan)料。采(cai)用菱鎂(mei)石作原(yuan)料，碳酸鎂(mei)分(fen)解產生CO2氣體(ti)，由于有(you)大量氣體(ti)從(cong)爐(lu)內排出影響著電(dian)熔過程(cheng)的進(jin)行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)的(de)結(jie)晶帶的(de)形成(cheng)均有不利影響(xiang)，由于大(da)量(liang)塵料飛損，使物料損耗(hao)和(he)能量(liang)消耗(hao)增高，也惡化(hua)了車(che)間生(sheng)產環境(jing)。但由于優質菱鎂(mei)礦(kuang)石容易獲得(de)，價格很低廉，所以，仍是我國(guo)電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)用得(de)最多最廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石中氧化(hua)鎂(mei)的(de)含量(liang)(liang)高低和(he)化(hua)學(xue)成分直接影響(xiang)(xiang)到(dao)(dao)電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)(liang)，同時在電(dian)熔過程中也直接影響(xiang)(xiang)到(dao)(dao)電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)得到(dao)(dao)的(de)品(pin)級(ji)比例，因此，為了保(bao)證(zheng)電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)(liang)和(he)品(pin)級(ji)比例，必須(xu)對(dui)各種(zhong)礦石進(jin)行適當(dang)的(de)配比后(hou)進(jin)行熔煉(lian)。

②水鎂(mei)石(shi)。我國的(de)遼寧(ning)省水鎂(mei)石(shi)的(de)礦(kuang)源非(fei)常(chang)豐富，水鎂(mei)石(shi)中氧化(hua)(hua)鎂(mei)含量(liang)高于菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)。它也是(shi)一種(zhong)制造電熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)原料，部(bu)分地區水鎂(mei)石(shi)的(de)化(hua)(hua)學成分見表(biao)2。

表2水鎂(mei)石的化學(xue)成(cheng)分/%

③輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。以(yi)輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)作為電熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)原(yuan)料，可以(yi)使生(sheng)產環境得到改善(shan)，可以(yi)降低運輸費用。由(you)于電熔(rong)時排出氣(qi)體少(shao)，成(cheng)分也較均(jun)勻，對(dui)提(ti)高電熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)質量有利。

我(wo)國有一些電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)以輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)制成球料(liao)入爐(lu)電熔(rong)(rong)。輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)的氧化(hua)(hua)鎂(mei)含量達到(dao)98%，以此料(liao)能生產(chan)出白色大結晶電熔(rong)(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于成球費用(yong)高(gao)，影響生產(chan)成本。目前，有的廠家采用(yong)反射(she)爐(lu)輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)，以一定的粒度加(jia)入熔(rong)(rong)爐(lu)電熔(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的質量比用(yong)菱鎂(mei)礦石好，成本又(you)比用(yong)球料(liao)作原(yuan)料(liao)時(shi)便宜，因而(er)得到(dao)了一定的推(tui)廣(guang)。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂。為(wei)了(le)某些電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的特殊要(yao)求，有時必(bi)須(xu)在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)過程(cheng)中采用燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂作為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料，如采用海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)砂作為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料，一般首先利用處理(li)海(hai)水(shui)和(he)石灰乳作用生產氫(qing)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫(qing)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用其他方(fang)法也(ye)可以制(zhi)得輕燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的制(zhi)取方(fang)法)，采用輕燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作為(wei)原(yuan)料生產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉(la)特爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)，極少量的雜(za)質氣體(ti)(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于(yu)晶體(ti)的雜(za)質，可明顯影響晶粒(li)的長(chang)大。因(yin)為(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)的作用在于(yu)增(zeng)加晶界(jie)運動所(suo)需的能量。當(dang)晶界(jie)與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶體(ti)能量降(jiang)低，其降(jiang)低量與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面(mian)積成正比，所(suo)以必(bi)須(xu)提(ti)高晶界(jie)能，晶界(jie)才能離開第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)繼續運動。并且當(dang)晶界(jie)與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面(mian)積相(xiang)(xiang)等(deng)的晶界(jie)必(bi)須(xu)變(bian)形，第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)數(shu)量愈(yu)多(duo)，晶粒(li)長(chang)大的極限尺寸愈(yu)小。

另(ling)一方面為了(le)降低電(dian)熔凝氧(yang)化鎂的顯(xian)(xian)氣孔率(lv)，也應盡量減少(shao)原料(liao)氧(yang)化鎂的氣體排(pai)出(chu)，因(yin)此，采用燒結鎂砂電(dian)熔有(you)其顯(xian)(xian)著優(you)點。

⑤電熔氧化鎂單晶(jing)的化學(xue)原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原子(zi)(zi)(zi)和分子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)力(li)學本性(xing)如離(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)(de)(de)尺寸，離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電(dian)位數值，離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)外層結構(gou)等相關(guan)聯。而氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)尺寸、質量和電(dian)荷、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)和陰(yin)離(li)子(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)(de)結合特性(xing)和強(qiang)度、離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)極化(hua)作用(yong)、結晶(jing)構(gou)造等決定(ding)它是一高熔(rong)點化(hua)合物。

氧化鎂的熔點(dian)和結(jie)構參數：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)制造的最重(zhong)要過(guo)程(cheng)是由各種鎂(mei)(mei)質(zhi)原料，通過(guo)各種形(xing)式的加(jia)熱(re)方(fang)法(fa)產生(sheng)高(gao)溫使(shi)鎂(mei)(mei)質(zhi)材(cai)料(MgO)熔(rong)化(hua)，變(bian)成氧化(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)體(ti)。要使(shi)氧化(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)融(rong)，必須(xu)消耗大(da)量的熱(re)能(neng)，以克服離子間的引(yin)力(li)。通過(guo)強(qiang)大(da)電(dian)弧(hu)產生(sheng)高(gao)溫而熔(rong)化(hua)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的方(fang)法(fa)叫(jiao)做電(dian)弧(hu)熔(rong)融(rong)法(fa)。這個融(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)一般包括熱(re)的傳(chuan)導(dao)、脫水(shui)、脫碳、熔(rong)化(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)長大(da)等一系列物理化(hua)學變(bian)化(hua)的過(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)過程。用水(shui)鎂(mei)石(shi)作原料有(you)一脫水(shui)過程。水(shui)鎂(mei)石(shi)的主(zhu)要成分是(shi)氫氧化(hua)鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)過程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)。用菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦(kuang)作為原料時(shi)有一個(ge)脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)包(bao)括(kuo)兩個(ge)方面(mian)。一方面(mian)是(shi)菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石的熱分(fen)解，菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石的主要(yao)成分(fen)是(shi)碳(tan)(tan)酸鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電熔過(guo)程中(zhong)往往在(zai)原料(liao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)中(zhong)加入石(shi)墨(mo)(mo)粉(fen)末(mo)(mo)添加物(wu)(助劑)，在(zai)電熔爐起動過(guo)程中(zhong)需在(zai)三(san)(san)電極(石(shi)墨(mo)(mo)電極)的下(xia)端用石(shi)墨(mo)(mo)粉(fen)末(mo)(mo)鋪(pu)成三(san)(san)角形(xing)或(huo)星形(xing)導(dao)線路，在(zai)通電過(guo)程中(zhong)受熱燒損或(huo)完全(quan)燃燒除(chu)去石(shi)墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂中鎂離子(zi)(zi)和氧(yang)(yang)離子(zi)(zi)在(zai)(zai)強(qiang)電(dian)(dian)弧產生(sheng)(sheng)(sheng)的熱(re)(re)(re)(re)(re)能(neng)作用(yong)下，克(ke)服單晶體中的晶格能(neng)的束(shu)縛，變成能(neng)自由(you)(you)運動的過程(cheng)。也(ye)就是說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂加熱(re)(re)(re)(re)(re)到一(yi)(yi)定溫度(du)(熔(rong)(rong)(rong)點(dian))就會由(you)(you)固體變成液(ye)體，叫(jiao)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)。在(zai)(zai)這一(yi)(yi)過程(cheng)中需消(xiao)(xiao)耗(hao)大(da)量(liang)的電(dian)(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂生(sheng)(sheng)(sheng)產者對用(yong)水(shui)鎂石(shi)作原(yuan)料生(sheng)(sheng)(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的熱(re)(re)(re)(re)(re)平衡的衡算，熱(re)(re)(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)的比例如下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂晶體生(sheng)(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)(xiao)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂(sha)生(sheng)(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼的水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)(zi)表面(mian)散熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走(zou)熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損(sun)失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統(tong)計數據(ju)可以(yi)看出，在(zai)(zai)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)