電弧(hu)熔(rong)爐生產電熔(rong)氧(yang)化鎂的(de)工藝流(liu)程主要包(bao)括：原料(liao)配料(liao)、電弧(hu)熔(rong)融、破碎、選(xuan)別、粉碎、篩別、磁選(xuan)、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富(fu)的優質菱鎂礦石，氧化鎂含量(liang)高(gao)，又易于開(kai)采(cai)，因(yin)此(ci)，被(bei)廣(guang)泛(fan)用作電熔氧化鎂的原料。采(cai)用菱鎂石作原料，碳酸鎂分解產生CO2氣(qi)體(ti)，由于有大量(liang)氣(qi)體(ti)從爐內排出(chu)影響著電熔過(guo)程的進(jin)行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)鎂(mei)的結晶帶(dai)的形成均有不(bu)利影(ying)響，由于(yu)大量塵料飛損，使物料損耗和(he)能量消耗增高，也惡化(hua)了車間(jian)生產環境。但由于(yu)優質(zhi)菱鎂(mei)礦石容易(yi)獲得，價格很低廉，所(suo)以，仍(reng)是我(wo)國電熔氧化(hua)鎂(mei)用(yong)得最(zui)(zui)多(duo)最(zui)(zui)廣泛的原(yuan)料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)。菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)石中(zhong)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)含量高低和化(hua)(hua)(hua)(hua)學成(cheng)分直接影(ying)響到電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量，同時(shi)在電(dian)熔(rong)過程中(zhong)也(ye)直接影(ying)響到電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)得到的(de)(de)(de)(de)品級比(bi)例，因(yin)此，為了保證電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量和品級比(bi)例，必須對各種礦(kuang)(kuang)石進(jin)行適當的(de)(de)(de)(de)配(pei)比(bi)后進(jin)行熔(rong)煉。

②水(shui)(shui)鎂(mei)石。我國的(de)遼寧省水(shui)(shui)鎂(mei)石的(de)礦源非常豐富，水(shui)(shui)鎂(mei)石中氧(yang)化鎂(mei)含量(liang)高于菱鎂(mei)礦石。它也是一種制(zhi)造(zao)電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的(de)原(yuan)料，部分地區水(shui)(shui)鎂(mei)石的(de)化學成分見表2。

表2水鎂石的化(hua)學成分/%

③輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)。以輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)作為電(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)原料，可以使生產環境得到(dao)改善，可以降低運輸費用。由(you)于(yu)電(dian)熔(rong)(rong)時排(pai)出(chu)氣(qi)體少，成分也較均勻，對(dui)提(ti)高電(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)質(zhi)量有利。

我國有一(yi)(yi)些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)球(qiu)料(liao)入爐(lu)電(dian)熔(rong)。輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量達(da)到(dao)98%，以(yi)此料(liao)能(neng)生(sheng)產出(chu)白色大(da)結(jie)晶(jing)電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。但(dan)由于成(cheng)球(qiu)費用高，影響(xiang)生(sheng)產成(cheng)本。目前，有的(de)廠家采用反射爐(lu)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)一(yi)(yi)定的(de)粒(li)度加入熔(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)量比(bi)用菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石好，成(cheng)本又比(bi)用球(qiu)料(liao)作原料(liao)時(shi)便宜，因而得到(dao)了一(yi)(yi)定的(de)推廣。

④燒結鎂(mei)砂。為(wei)了某些電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)特殊要求，有(you)時必(bi)須(xu)在電熔(rong)過程中采用(yong)(yong)(yong)燒結鎂(mei)砂作為(wei)電熔(rong)原料，如(ru)采用(yong)(yong)(yong)海(hai)水(shui)鎂(mei)砂作為(wei)電熔(rong)原料，一(yi)般首先利用(yong)(yong)(yong)處理海(hai)水(shui)和石(shi)灰乳作用(yong)(yong)(yong)生(sheng)產(chan)氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)，將氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)煅燒成輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)(yong)其(qi)他方法(fa)也(ye)可以(yi)制得輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)制取方法(fa))，采用(yong)(yong)(yong)輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)作為(wei)原料生(sheng)產(chan)電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究(jiu)認為(wei)，極(ji)少(shao)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)雜質(zhi)氣體(ti)(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬于(yu)晶(jing)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)雜質(zhi)，可明顯影(ying)響晶(jing)粒的(de)(de)(de)長大。因為(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作用(yong)(yong)(yong)在于(yu)增加晶(jing)界(jie)運(yun)動所需的(de)(de)(de)能量(liang)(liang)。當(dang)晶(jing)界(jie)與第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)體(ti)(ti)能量(liang)(liang)降低(di)，其(qi)降低(di)量(liang)(liang)與第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積(ji)成正(zheng)比，所以(yi)必(bi)須(xu)提高晶(jing)界(jie)能，晶(jing)界(jie)才能離(li)開(kai)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并且當(dang)晶(jing)界(jie)與第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)界(jie)必(bi)須(xu)變形，第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈(yu)多，晶(jing)粒長大的(de)(de)(de)極(ji)限尺寸愈(yu)小。

另一(yi)方(fang)面為(wei)了降低電熔凝氧化鎂的(de)顯(xian)氣孔率，也應盡量減少原料(liao)氧化鎂的(de)氣體(ti)排出，因此，采用燒結鎂砂(sha)電熔有其顯(xian)著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原料質量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特性是同原子(zi)和(he)分(fen)子(zi)的(de)(de)量子(zi)力學(xue)本性如(ru)離(li)子(zi)半徑的(de)(de)尺(chi)寸，離(li)子(zi)的(de)(de)電位數(shu)值(zhi)，離(li)子(zi)的(de)(de)電子(zi)外層結構(gou)等相關聯。而氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)離(li)子(zi)尺(chi)寸、質量和(he)電荷(he)、陽離(li)子(zi)和(he)陰離(li)子(zi)之間(jian)的(de)(de)結合特性和(he)強度、離(li)子(zi)的(de)(de)極化(hua)作用(yong)、結晶構(gou)造(zao)等決定(ding)它(ta)是一高熔點化(hua)合物(wu)。

氧化鎂的熔(rong)點(dian)(dian)和結構參數：陽離子半(ban)徑0.074mm;陰離子半(ban)徑0.53mm;結構類型(xing)NaCl;配(pei)位數6;有效配(pei)位數8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)(dian)2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)制造的(de)最重要(yao)過程是(shi)由各種鎂(mei)(mei)(mei)(mei)質原料(liao)，通過各種形式的(de)加熱方法產生(sheng)高溫(wen)使(shi)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)質材(cai)料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)，變(bian)成(cheng)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)體(ti)。要(yao)使(shi)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)融，必須消耗大(da)量的(de)熱能，以克服離子間的(de)引力(li)。通過強大(da)電弧產生(sheng)高溫(wen)而(er)熔(rong)(rong)化(hua)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)方法叫做(zuo)電弧熔(rong)(rong)融法。這個融化(hua)過程一般包括熱的(de)傳(chuan)導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)、析晶、晶體(ti)長(chang)大(da)等一系(xi)列物理化(hua)學變(bian)化(hua)的(de)過程。

①脫水過(guo)程。用水鎂(mei)(mei)石作原料有一(yi)脫水過(guo)程。水鎂(mei)(mei)石的主要成分(fen)是氫氧化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其脫水過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過程(cheng)。用菱(ling)(ling)鎂礦作為(wei)原料時有一(yi)個脫(tuo)碳過程(cheng)，脫(tuo)碳過程(cheng)包括(kuo)兩個方(fang)(fang)面(mian)。一(yi)方(fang)(fang)面(mian)是菱(ling)(ling)鎂礦石(shi)的(de)熱(re)分解(jie)，菱(ling)(ling)鎂礦石(shi)的(de)主要成分是碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由于在(zai)(zai)電(dian)熔過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)往往在(zai)(zai)原料氧化鎂中(zhong)加(jia)入石(shi)墨(mo)(mo)粉末(mo)添加(jia)物(助(zhu)劑)，在(zai)(zai)電(dian)熔爐起動過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)需在(zai)(zai)三電(dian)極(石(shi)墨(mo)(mo)電(dian)極)的下端用石(shi)墨(mo)(mo)粉末(mo)鋪成三角形或(huo)星(xing)形導線路，在(zai)(zai)通(tong)電(dian)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)受熱燒損或(huo)完全(quan)燃燒除去石(shi)墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)過程(cheng)。熔化(hua)過程(cheng)即氧化(hua)鎂中鎂離(li)子和(he)氧離(li)子在強電弧產生(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)作用下，克服單晶體(ti)中的(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)束(shu)縛，變(bian)成能(neng)自由運動的(de)(de)過程(cheng)。也就(jiu)是說，氧化(hua)鎂加熱(re)(re)(re)(re)到(dao)一(yi)定(ding)溫度(du)(熔點)就(jiu)會由固體(ti)變(bian)成液體(ti)，叫熔化(hua)。在這一(yi)過程(cheng)中需消(xiao)耗(hao)大量的(de)(de)電能(neng)。據電熔凝(ning)氧化(hua)鎂生(sheng)產者對用水(shui)鎂石作原(yuan)料生(sheng)產電熔凝(ning)氧化(hua)鎂的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)平衡(heng)(heng)的(de)(de)衡(heng)(heng)算，熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)的(de)(de)比例如下：氧化(hua)鎂晶體(ti)生(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面(mian)散熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電能(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數(shu)據可以看(kan)出(chu)，在電熔