電弧(hu)熔(rong)(rong)爐生產電熔(rong)(rong)氧化鎂(mei)的工藝流(liu)程主要包括：原料配料、電弧(hu)熔(rong)(rong)融、破碎、選(xuan)別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選(xuan)、分(fen)類包裝等(deng)。

(1)原料

我國有豐富的(de)優(you)質菱鎂(mei)(mei)礦石，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量(liang)高，又(you)易于(yu)開采(cai)，因此，被廣泛用作電(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原(yuan)(yuan)料(liao)。采(cai)用菱鎂(mei)(mei)石作原(yuan)(yuan)料(liao)，碳酸鎂(mei)(mei)分解產(chan)生CO2氣體(ti)，由于(yu)有大量(liang)氣體(ti)從(cong)爐內排出影(ying)響著電(dian)熔過程(cheng)的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂的結晶帶(dai)的形(xing)成均有不(bu)利影響，由于大量塵(chen)料飛損(sun)，使物料損(sun)耗和能量消(xiao)耗增(zeng)高，也(ye)惡化(hua)了車(che)間生產(chan)環境(jing)。但由于優質菱鎂礦石容易獲(huo)得(de)，價格(ge)很低廉，所以，仍是我國電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂用得(de)最多(duo)最廣泛的原(yuan)料。

(2)配料

①菱(ling)鎂礦(kuang)。菱(ling)鎂礦(kuang)石(shi)中(zhong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂的含量高低和(he)化(hua)學成分直接影響到(dao)電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂的質量，同時在電(dian)熔過程(cheng)中(zhong)也直接影響到(dao)電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂得到(dao)的品級比例，因此，為了保證電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂的質量和(he)品級比例，必須對(dui)各種(zhong)礦(kuang)石(shi)進行適當(dang)的配(pei)比后進行熔煉。

②水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)。我國的(de)遼寧省(sheng)水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)的(de)礦(kuang)源非常(chang)豐富，水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)中(zhong)氧(yang)化鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)。它也(ye)是一種制(zhi)造電熔凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)原料，部分地區水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)的(de)化學成分見表2。

表2水鎂石的化學(xue)成分/%

③輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂。以(yi)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂作為電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂原料，可以(yi)使生產環境得到改善，可以(yi)降低運輸費用。由于電(dian)熔時排出(chu)氣體(ti)少(shao)，成分也較均勻，對提高電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂質量有利(li)。

我國有一(yi)(yi)些電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂以輕(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂制成(cheng)球料(liao)入(ru)爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)。輕(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂的氧化(hua)鎂含量(liang)達到98%，以此(ci)料(liao)能生產出白色大結(jie)晶電(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂。但由于成(cheng)球費用(yong)高，影響生產成(cheng)本。目前，有的廠(chang)家采用(yong)反射爐(lu)輕(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂，以一(yi)(yi)定的粒度加(jia)入(ru)熔(rong)(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂的質量(liang)比用(yong)菱鎂礦石好，成(cheng)本又(you)比用(yong)球料(liao)作原(yuan)料(liao)時便宜，因而得到了一(yi)(yi)定的推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)了(le)某(mou)些(xie)電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)特(te)殊(shu)要(yao)求(qiu)，有時必須(xu)在電熔(rong)過程中采(cai)用(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電熔(rong)原料(liao)(liao)，如采(cai)用(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電熔(rong)原料(liao)(liao)，一般首先利用(yong)處理海(hai)水和(he)石灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)生產(chan)氫氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)其他方法(fa)(fa)也可以制得輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)制取方法(fa)(fa))，采(cai)用(yong)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)原料(liao)(liao)生產(chan)電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉(la)特(te)爾(Ruttere)等研究認(ren)為(wei)(wei)，極少量(liang)的(de)(de)(de)(de)雜質(zhi)氣體(相(xiang))也屬于(yu)(yu)晶(jing)(jing)(jing)體的(de)(de)(de)(de)雜質(zhi)，可明顯影(ying)響(xiang)晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)(de)長(chang)(chang)大(da)。因(yin)為(wei)(wei)雜質(zhi)相(xiang)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)在于(yu)(yu)增加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)運動所需的(de)(de)(de)(de)能量(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與第(di)(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇(yu)時，晶(jing)(jing)(jing)體能量(liang)降低，其降低量(liang)與第(di)(di)二(er)相(xiang)橫(heng)(heng)截(jie)面積(ji)成正比(bi)，所以必須(xu)提高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)能，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)才能離開(kai)第(di)(di)二(er)相(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與第(di)(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇(yu)時，與第(di)(di)二(er)相(xiang)橫(heng)(heng)截(jie)面積(ji)相(xiang)等的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)必須(xu)變形(xing)，第(di)(di)二(er)相(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)粒長(chang)(chang)大(da)的(de)(de)(de)(de)極限尺(chi)寸愈小(xiao)。

另一方面為了降低(di)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)的顯(xian)氣孔(kong)率(lv)，也應盡量減少原料(liao)氧化(hua)鎂(mei)的氣體排出，因此，采用燒結鎂(mei)砂電(dian)熔(rong)有(you)其顯(xian)著優點。

⑤電(dian)熔氧化鎂單晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是(shi)同(tong)原子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)(zi)的(de)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)力學(xue)本性如離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)位數(shu)值，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)外層結(jie)構等相關聯。而氧化鎂的(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)尺寸、質量(liang)(liang)和(he)(he)電(dian)荷、陽(yang)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)陰(yin)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)之間的(de)結(jie)合特(te)性和(he)(he)強度、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)極(ji)化作用、結(jie)晶構造(zao)等決定它(ta)是(shi)一(yi)高熔點化合物。

氧化鎂的熔點(dian)和結(jie)構參數(shu)(shu)：陽離(li)(li)子半徑0.074mm;陰離(li)(li)子半徑0.53mm;結(jie)構類(lei)型(xing)NaCl;配(pei)位數(shu)(shu)6;有效(xiao)配(pei)位數(shu)(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂制(zhi)造的(de)(de)最重要過程是由各(ge)種鎂質(zhi)原料，通過各(ge)種形(xing)式的(de)(de)加熱(re)方法(fa)(fa)產(chan)生(sheng)高溫使(shi)鎂質(zhi)材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)，變(bian)(bian)成(cheng)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)體。要使(shi)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)融(rong)，必須消耗大量的(de)(de)熱(re)能，以克服(fu)離(li)子間(jian)的(de)(de)引力(li)。通過強大電弧產(chan)生(sheng)高溫而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)方法(fa)(fa)叫做電弧熔(rong)融(rong)法(fa)(fa)。這個融(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過程一般包括熱(re)的(de)(de)傳(chuan)導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)、析(xi)晶、晶體長大等一系列物理化(hua)(hua)(hua)(hua)學變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過程。

①脫水過(guo)程。用水鎂(mei)石(shi)作(zuo)原料有一脫水過(guo)程。水鎂(mei)石(shi)的主要成分(fen)是氫(qing)氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)礦作為原料時有一個(ge)脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)包括兩個(ge)方面。一方面是(shi)菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)的熱分解，菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)的主要成(cheng)分是(shi)碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于(yu)在電(dian)(dian)熔過程(cheng)中往往在原料(liao)氧化鎂中加入石(shi)墨(mo)粉末添加物(助劑)，在電(dian)(dian)熔爐起動過程(cheng)中需在三(san)電(dian)(dian)極(石(shi)墨(mo)電(dian)(dian)極)的下端(duan)用石(shi)墨(mo)粉末鋪(pu)成三(san)角形(xing)或星(xing)形(xing)導線路，在通電(dian)(dian)過程(cheng)中受熱(re)燒損或完全(quan)燃燒除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)即氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂中(zhong)鎂離子(zi)和氧(yang)(yang)(yang)離子(zi)在(zai)強(qiang)電(dian)弧產生(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)能(neng)(neng)作(zuo)用下(xia)，克服單晶(jing)體(ti)(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)晶(jing)格(ge)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)束(shu)縛，變成(cheng)能(neng)(neng)自由(you)(you)運(yun)動的(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)。也就是說，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂加熱(re)到(dao)一定溫(wen)度(du)(熔(rong)(rong)點)就會由(you)(you)固體(ti)(ti)變成(cheng)液體(ti)(ti)，叫(jiao)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)。在(zai)這一過(guo)程(cheng)中(zhong)需消(xiao)(xiao)耗(hao)大量的(de)(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂生(sheng)產者對用水(shui)鎂石作(zuo)原料生(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)熱(re)平衡(heng)的(de)(de)(de)衡(heng)算，熱(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)的(de)(de)(de)比例(li)如下(xia)：氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂晶(jing)體(ti)(ti)生(sheng)成(cheng)熱(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂(sha)生(sheng)成(cheng)熱(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)(de)水(shui)耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面(mian)散熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶(dai)走熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統(tong)計數據可(ke)以看出，在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)