電弧(hu)熔爐生產電熔氧(yang)化鎂(mei)的工(gong)藝流程主(zhu)要(yao)包(bao)(bao)括：原料配料、電弧(hu)熔融(rong)、破碎、選別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選、分類包(bao)(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富的(de)優質菱鎂(mei)礦石(shi)，氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量高(gao)，又易(yi)于開采，因此(ci)，被廣泛用作(zuo)電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)原料。采用菱鎂(mei)石(shi)作(zuo)原料，碳酸(suan)鎂(mei)分解產生CO2氣體，由于有大量氣體從爐(lu)內排出(chu)影響著電熔過(guo)程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化(hua)鎂的(de)結晶帶(dai)的(de)形成(cheng)均有不利(li)影響，由(you)于大量塵料(liao)飛損(sun)，使(shi)物料(liao)損(sun)耗和能量消耗增高(gao)，也(ye)惡化(hua)了(le)車(che)間生產(chan)環(huan)境。但由(you)于優質菱(ling)鎂礦(kuang)石容易獲得(de)(de)，價格很(hen)低(di)廉(lian)，所以，仍是我國電熔(rong)氧化(hua)鎂用得(de)(de)最多(duo)最廣泛(fan)的(de)原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱鎂礦。菱鎂礦石中氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)含量高低(di)和化(hua)學成分直接(jie)影響(xiang)到電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)質量，同時在電熔(rong)(rong)過程中也直接(jie)影響(xiang)到電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂得到的(de)(de)品(pin)級比(bi)例，因(yin)此，為了保證電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)質量和品(pin)級比(bi)例，必須(xu)對各(ge)種礦石進行(xing)適當的(de)(de)配(pei)比(bi)后進行(xing)熔(rong)(rong)煉。

②水鎂(mei)石(shi)。我國的遼寧省水鎂(mei)石(shi)的礦(kuang)源(yuan)非常豐富，水鎂(mei)石(shi)中氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)含量高(gao)于菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)。它也是一(yi)種制造電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的原料，部分地區水鎂(mei)石(shi)的化(hua)學成分見表(biao)2。

表2水鎂石(shi)的(de)化學成分/%

③輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)。以輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)作為電熔氧(yang)化鎂(mei)原料，可以使生產環境得到改(gai)善，可以降低運輸費用。由于電熔時排出氣體少，成(cheng)分也較均(jun)勻，對提(ti)高電熔氧(yang)化鎂(mei)質(zhi)量(liang)有利。

我國有一些(xie)電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制成(cheng)(cheng)球料(liao)入爐(lu)電熔(rong)(rong)(rong)。輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量達到98%，以此(ci)料(liao)能(neng)生產出白色大結晶電熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但由于成(cheng)(cheng)球費用(yong)高(gao)，影響生產成(cheng)(cheng)本。目(mu)前，有的廠家(jia)采用(yong)反射(she)爐(lu)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以一定的粒度(du)加入熔(rong)(rong)(rong)爐(lu)電熔(rong)(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的質量比用(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石好(hao)，成(cheng)(cheng)本又比用(yong)球料(liao)作原(yuan)料(liao)時便宜(yi)，因而(er)得到了一定的推(tui)廣。

④燒(shao)結鎂(mei)砂。為(wei)(wei)了(le)某些電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的特(te)殊(shu)要求，有時(shi)必須(xu)在電(dian)熔過程(cheng)中(zhong)采用(yong)燒(shao)結鎂(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔原料，如(ru)采用(yong)海水鎂(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔原料，一般首先利用(yong)處理海水和(he)石灰乳作(zuo)用(yong)生(sheng)產氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)煅燒(shao)成(cheng)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。用(yong)其(qi)他方法也可以(yi)制(zhi)得輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(詳見工業(ye)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的制(zhi)取方法)，采用(yong)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原料生(sheng)產電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和(he)拉特(te)爾(er)(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)，極少(shao)量(liang)(liang)(liang)的雜質氣體(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶體的雜質，可明顯影響晶粒的長(chang)大。因為(wei)(wei)雜質相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的作(zuo)用(yong)在于增加晶界(jie)運動所需的能(neng)量(liang)(liang)(liang)。當晶界(jie)與(yu)(yu)第二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶體能(neng)量(liang)(liang)(liang)降低，其(qi)降低量(liang)(liang)(liang)與(yu)(yu)第二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積(ji)成(cheng)正比，所以(yi)必須(xu)提高晶界(jie)能(neng)，晶界(jie)才(cai)能(neng)離(li)開第二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動。并(bing)且當晶界(jie)與(yu)(yu)第二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)(yu)第二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等的晶界(jie)必須(xu)變形，第二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)(liang)愈(yu)多，晶粒長(chang)大的極限尺寸愈(yu)小。

另一方面為(wei)了降(jiang)低(di)電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)顯氣孔率(lv)，也應(ying)盡量減少原料(liao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)氣體排出，因(yin)此，采用燒結鎂(mei)砂電(dian)熔有其顯著優(you)點。

⑤電熔氧化鎂(mei)單晶的化學原料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)力學(xue)本性(xing)如離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺寸(cun)，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電位數值(zhi)，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)外層結(jie)構等相關聯。而氧化(hua)鎂的(de)(de)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)尺寸(cun)、質(zhi)量和(he)(he)電荷、陽離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)陰離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)結(jie)合特性(xing)和(he)(he)強(qiang)度、離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極化(hua)作(zuo)用、結(jie)晶構造等決定它是一(yi)高熔點(dian)化(hua)合物。

氧化鎂的熔點和結構參數：陽離子半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離子半(ban)徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配位(wei)數6;有(you)效(xiao)配位(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔凝氧化(hua)鎂制造(zao)的(de)(de)最(zui)重要過(guo)程是由(you)各種鎂質(zhi)原料，通過(guo)各種形式的(de)(de)加熱(re)方(fang)法產生(sheng)高溫使鎂質(zhi)材料(MgO)熔化(hua)，變成氧化(hua)鎂熔體。要使氧化(hua)鎂熔融，必須消耗大(da)(da)量的(de)(de)熱(re)能(neng)，以克服離子間(jian)的(de)(de)引力。通過(guo)強大(da)(da)電弧產生(sheng)高溫而(er)熔化(hua)氧化(hua)鎂的(de)(de)方(fang)法叫做(zuo)電弧熔融法。這(zhe)個融化(hua)過(guo)程一(yi)般(ban)包括(kuo)熱(re)的(de)(de)傳(chuan)導、脫(tuo)水(shui)、脫(tuo)碳(tan)、熔化(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長(chang)大(da)(da)等一(yi)系列物(wu)理(li)化(hua)學變化(hua)的(de)(de)過(guo)程。

①脫(tuo)(tuo)水過(guo)程。用水鎂石作原料有一(yi)脫(tuo)(tuo)水過(guo)程。水鎂石的主要成分是(shi)(shi)氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)(tuo)水過(guo)程是(shi)(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程(cheng)。用菱鎂(mei)礦(kuang)作為原料時有一個(ge)脫碳過程(cheng)，脫碳過程(cheng)包(bao)括兩個(ge)方(fang)面。一方(fang)面是菱鎂(mei)礦(kuang)石的(de)熱分解，菱鎂(mei)礦(kuang)石的(de)主(zhu)要(yao)成(cheng)分是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于(yu)在(zai)電(dian)熔過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)往往在(zai)原料(liao)氧化鎂中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)加入石(shi)墨(mo)粉末添加物(wu)(助劑)，在(zai)電(dian)熔爐起(qi)動過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)需(xu)在(zai)三電(dian)極(石(shi)墨(mo)電(dian)極)的下端用石(shi)墨(mo)粉末鋪成三角形或星形導線(xian)路(lu)，在(zai)通電(dian)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)受熱燒(shao)(shao)損或完(wan)全燃燒(shao)(shao)除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過程。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過程即氧(yang)化(hua)鎂中(zhong)鎂離(li)子(zi)和氧(yang)離(li)子(zi)在(zai)強(qiang)電(dian)(dian)弧產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)能作用下(xia)，克(ke)服(fu)單晶體(ti)(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)晶格(ge)能的(de)(de)(de)束縛，變成能自由運動的(de)(de)(de)過程。也就是說，氧(yang)化(hua)鎂加熱(re)(re)(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)(rong)點)就會由固(gu)體(ti)(ti)變成液體(ti)(ti)，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)。在(zai)這一過程中(zhong)需消(xiao)耗(hao)(hao)大量(liang)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)能。據(ju)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂生(sheng)(sheng)產(chan)者(zhe)對(dui)用水鎂石(shi)作原(yuan)料生(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)(de)比例如下(xia)：氧(yang)化(hua)鎂晶體(ti)(ti)生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)(de)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散(san)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能損失值(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這些統計數據(ju)可以看出(chu)，在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)