電弧熔爐(lu)生產電熔氧化鎂的工藝流(liu)程主(zhu)要包(bao)(bao)括：原(yuan)料(liao)配料(liao)、電弧熔融、破碎(sui)、選(xuan)(xuan)別(bie)、粉碎(sui)、篩別(bie)、磁選(xuan)(xuan)、分(fen)類包(bao)(bao)裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富的(de)優質菱鎂礦石(shi)，氧化鎂含量(liang)高，又易于開采(cai)，因此(ci)，被廣(guang)泛用作電熔氧化鎂的(de)原料。采(cai)用菱鎂石(shi)作原料，碳酸(suan)鎂分解(jie)產生CO2氣(qi)體，由于有(you)大量(liang)氣(qi)體從爐內(nei)排(pai)出影響著電熔過程的(de)進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧(yang)化鎂的結晶帶的形成均(jun)有不利影響，由于大量塵料(liao)飛(fei)損，使物料(liao)損耗(hao)和能(neng)量消耗(hao)增(zeng)高，也惡化了車間(jian)生產環(huan)境。但由于優質菱鎂礦石容易獲得，價格很低(di)廉，所以，仍是(shi)我國(guo)電熔(rong)氧(yang)化鎂用得最多最廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石中(zhong)氧化(hua)鎂(mei)的含(han)量(liang)(liang)高低和化(hua)學成分直接影(ying)響(xiang)到電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)的質(zhi)量(liang)(liang)，同時在電熔(rong)過程(cheng)中(zhong)也直接影(ying)響(xiang)到電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)得到的品(pin)級(ji)比(bi)例(li)，因此，為了保證電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)的質(zhi)量(liang)(liang)和品(pin)級(ji)比(bi)例(li)，必須對各種礦(kuang)石進(jin)行(xing)適當的配比(bi)后進(jin)行(xing)熔(rong)煉。

②水鎂(mei)石。我國的遼寧省水鎂(mei)石的礦源非常豐富，水鎂(mei)石中氧化鎂(mei)含量高于菱(ling)鎂(mei)礦石。它也是一(yi)種制(zhi)造電熔凝氧化鎂(mei)的原料，部(bu)分地區(qu)水鎂(mei)石的化學成分見表2。

表2水(shui)鎂(mei)石的化學成分/%

③輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)。以輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)作為電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)原料，可以使(shi)生產(chan)環境得到改善，可以降低運輸費用。由于電熔時排(pai)出氣體少，成(cheng)分也較均勻，對提(ti)高電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)質量有利(li)。

我國有一(yi)(yi)些電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)以輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)球(qiu)料入(ru)爐(lu)電(dian)熔。輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)達到(dao)(dao)98%，以此料能生產(chan)出白色大結晶電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)費用高，影(ying)響(xiang)生產(chan)成(cheng)本。目前，有的廠家采用反射爐(lu)輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)，以一(yi)(yi)定(ding)的粒度加入(ru)熔爐(lu)電(dian)熔，電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)的質(zhi)量(liang)比用菱鎂(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本又比用球(qiu)料作原(yuan)料時(shi)便宜，因而得到(dao)(dao)了一(yi)(yi)定(ding)的推廣。

④燒結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了某些電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)特殊要(yao)求，有時必(bi)須在(zai)電熔(rong)過程中采(cai)用(yong)(yong)燒結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)電熔(rong)原料，如采(cai)用(yong)(yong)海(hai)(hai)水鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)電熔(rong)原料，一般首先利用(yong)(yong)處(chu)理海(hai)(hai)水和石灰乳作用(yong)(yong)生(sheng)產氫氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒成輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其(qi)他方法也可(ke)以制得輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工(gong)業氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)制取方法)，采(cai)用(yong)(yong)輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作為(wei)原料生(sheng)產電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲(si)脫(tuo)(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研(yan)究(jiu)認為(wei)，極少量(liang)(liang)的(de)(de)(de)雜質(zhi)(zhi)氣體(相(xiang)(xiang))也屬(shu)于(yu)晶(jing)(jing)體的(de)(de)(de)雜質(zhi)(zhi)，可(ke)明顯(xian)影響(xiang)晶(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)長大。因為(wei)雜質(zhi)(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作用(yong)(yong)在(zai)于(yu)增加晶(jing)(jing)界(jie)(jie)運動所(suo)需的(de)(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)(jing)體能(neng)(neng)量(liang)(liang)降低，其(qi)降低量(liang)(liang)與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)橫(heng)截面(mian)積成正比，所(suo)以必(bi)須提高晶(jing)(jing)界(jie)(jie)能(neng)(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)才能(neng)(neng)離開第(di)二相(xiang)(xiang)繼續運動。并(bing)且當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)橫(heng)截面(mian)積相(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)必(bi)須變形，第(di)二相(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒長大的(de)(de)(de)極限尺寸愈小。

另(ling)一(yi)方面為了降低電熔凝氧(yang)化鎂的顯(xian)氣(qi)孔(kong)率(lv)，也(ye)應盡量減少原料氧(yang)化鎂的氣(qi)體排出，因此，采(cai)用燒結鎂砂電熔有其顯(xian)著優(you)點。

⑤電熔氧化鎂單晶的(de)化學(xue)原(yuan)料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特性(xing)是同原子(zi)(zi)和分(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)力(li)學本性(xing)如(ru)離(li)(li)子(zi)(zi)半(ban)徑的(de)(de)尺寸(cun)，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電位數值，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)外層(ceng)結(jie)構等相(xiang)關聯。而(er)氧化(hua)鎂的(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)尺寸(cun)、質量(liang)和電荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)和陰離(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)(de)結(jie)合特性(xing)和強度(du)、離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)極化(hua)作用、結(jie)晶構造等決(jue)定(ding)它是一高熔點(dian)化(hua)合物。

氧化鎂的(de)熔點(dian)和結(jie)構參數：陽離子(zi)半徑0.074mm;陰離子(zi)半徑0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配位數6;有(you)效配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制造的(de)(de)最重(zhong)要過(guo)程是由各(ge)種(zhong)(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)質(zhi)原料，通過(guo)各(ge)種(zhong)(zhong)形(xing)式的(de)(de)加熱(re)(re)方法產(chan)(chan)生(sheng)高溫(wen)使鎂(mei)(mei)(mei)質(zhi)材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)體。要使氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)融，必須消耗大量的(de)(de)熱(re)(re)能，以克服離子間的(de)(de)引力。通過(guo)強大電弧產(chan)(chan)生(sheng)高溫(wen)而(er)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)方法叫(jiao)做電弧熔(rong)(rong)融法。這個(ge)融化(hua)(hua)(hua)過(guo)程一般(ban)包括(kuo)熱(re)(re)的(de)(de)傳導、脫水(shui)、脫碳(tan)、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長(chang)大等一系列物理化(hua)(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)程。

①脫水(shui)過程(cheng)。用水(shui)鎂石作(zuo)原料有一脫水(shui)過程(cheng)。水(shui)鎂石的主要(yao)成分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)(tan)過程。用菱鎂(mei)礦(kuang)作為原(yuan)料(liao)時有一個(ge)(ge)脫碳(tan)(tan)(tan)過程，脫碳(tan)(tan)(tan)過程包(bao)括兩個(ge)(ge)方面。一方面是(shi)菱鎂(mei)礦(kuang)石的(de)熱分(fen)解，菱鎂(mei)礦(kuang)石的(de)主要(yao)成(cheng)分(fen)是(shi)碳(tan)(tan)(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面(mian)，由(you)于在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)過(guo)程中(zhong)(zhong)往往在(zai)(zai)原料(liao)氧化(hua)鎂中(zhong)(zhong)加(jia)入石墨粉(fen)(fen)末添加(jia)物(助劑)，在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)爐起動過(guo)程中(zhong)(zhong)需(xu)在(zai)(zai)三電(dian)極(石墨電(dian)極)的下端用(yong)石墨粉(fen)(fen)末鋪成(cheng)三角(jiao)形(xing)或(huo)(huo)星形(xing)導線(xian)路，在(zai)(zai)通電(dian)過(guo)程中(zhong)(zhong)受(shou)熱燒損或(huo)(huo)完全燃燒除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔化過(guo)(guo)(guo)程。熔化過(guo)(guo)(guo)程即氧化鎂(mei)(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)離子和氧離子在強電(dian)(dian)弧產(chan)生的(de)熱(re)(re)能作用(yong)下(xia)，克服(fu)單晶(jing)體(ti)中(zhong)的(de)晶(jing)格能的(de)束縛，變成(cheng)(cheng)能自由(you)運動的(de)過(guo)(guo)(guo)程。也就是說，氧化鎂(mei)(mei)(mei)加熱(re)(re)到一定溫度(du)(熔點)就會由(you)固(gu)體(ti)變成(cheng)(cheng)液體(ti)，叫熔化。在這一過(guo)(guo)(guo)程中(zhong)需消耗大量(liang)的(de)電(dian)(dian)能。據(ju)電(dian)(dian)熔凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)生產(chan)者對(dui)用(yong)水鎂(mei)(mei)(mei)石作原料生產(chan)電(dian)(dian)熔凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)熱(re)(re)平衡的(de)衡算(suan)，熱(re)(re)消耗的(de)比例如(ru)下(xia)：氧化鎂(mei)(mei)(mei)晶(jing)體(ti)生成(cheng)(cheng)熱(re)(re)消耗值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮消耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂生成(cheng)(cheng)熱(re)(re)耗值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼的(de)水耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子表(biao)面散熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能損失值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統(tong)計數據(ju)可以(yi)看出，在電(dian)(dian)熔