電弧(hu)熔爐生(sheng)產電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)的工(gong)藝流(liu)程主要包括：原料(liao)配(pei)料(liao)、電弧(hu)熔融、破碎(sui)、選別、粉(fen)碎(sui)、篩別、磁選、分類(lei)包裝等。

(1)原料

我國有豐富的優質菱鎂(mei)(mei)礦石，氧化鎂(mei)(mei)含量高，又易于開采，因此(ci)，被廣泛用(yong)作電熔氧化鎂(mei)(mei)的原料(liao)。采用(yong)菱鎂(mei)(mei)石作原料(liao)，碳酸鎂(mei)(mei)分解產生CO2氣(qi)體，由于有大量氣(qi)體從(cong)爐內排出(chu)影響(xiang)著電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)結晶(jing)帶的(de)形成(cheng)均(jun)有不利影響(xiang)，由(you)于(yu)大量塵料飛損，使(shi)物料損耗(hao)和能量消耗(hao)增高(gao)，也惡化了車間生產(chan)環境。但由(you)于(yu)優質菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)容易獲得(de)，價格(ge)很低(di)廉(lian)，所以(yi)，仍(reng)是我國電熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)用(yong)得(de)最多最廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石(shi)中氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的含(han)量高低和化(hua)學成分直接(jie)影響(xiang)到(dao)電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的質量，同(tong)時在電熔過(guo)程中也直接(jie)影響(xiang)到(dao)電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)得(de)到(dao)的品(pin)級比(bi)例，因(yin)此，為了保(bao)證電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的質量和品(pin)級比(bi)例，必(bi)須對各種礦石(shi)進行適當的配(pei)比(bi)后(hou)進行熔煉(lian)。

②水鎂(mei)石。我(wo)國的(de)(de)遼寧省水鎂(mei)石的(de)(de)礦源非常豐富，水鎂(mei)石中氧(yang)化鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦石。它(ta)也(ye)是一種(zhong)制造電熔凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)原料(liao)，部分(fen)地區水鎂(mei)石的(de)(de)化學(xue)成分(fen)見表2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕(qing)燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)鎂。以(yi)(yi)輕(qing)燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)鎂作為電(dian)熔氧化(hua)(hua)鎂原料，可(ke)以(yi)(yi)使生產環境得到改善，可(ke)以(yi)(yi)降低運輸費用。由于電(dian)熔時排(pai)出氣體少，成分也較均勻，對提高電(dian)熔氧化(hua)(hua)鎂質量有利。

我(wo)國有一些電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂以(yi)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂制成球(qiu)料(liao)入爐電(dian)熔。輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂含量(liang)達到98%，以(yi)此料(liao)能生產出白色大結(jie)晶電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂。但(dan)由于成球(qiu)費用(yong)高，影響生產成本。目前，有的(de)(de)廠家采用(yong)反射(she)爐輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂，以(yi)一定(ding)(ding)的(de)(de)粒(li)度加入熔爐電(dian)熔，電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)質量(liang)比用(yong)菱鎂礦石好，成本又(you)比用(yong)球(qiu)料(liao)作原料(liao)時(shi)便(bian)宜，因而得到了(le)一定(ding)(ding)的(de)(de)推廣。

④燒(shao)結鎂砂(sha)。為(wei)(wei)了某些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)(de)(de)特(te)殊要求，有(you)時必須(xu)在電(dian)熔(rong)(rong)過程中采(cai)(cai)用(yong)燒(shao)結鎂砂(sha)作為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料，如(ru)采(cai)(cai)用(yong)海水(shui)鎂砂(sha)作為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料，一(yi)般首先利用(yong)處理海水(shui)和石灰(hui)乳作用(yong)生(sheng)產(chan)氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂，將(jiang)氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂煅燒(shao)成(cheng)輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂。用(yong)其他方法也可以制得輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(詳見工業(ye)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)(de)(de)制取(qu)方法)，采(cai)(cai)用(yong)輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂作為(wei)(wei)原(yuan)料生(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉(la)特(te)爾(Ruttere)等(deng)研究(jiu)認為(wei)(wei)，極少量(liang)(liang)的(de)(de)(de)雜(za)質氣體(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)體的(de)(de)(de)雜(za)質，可明顯(xian)影響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)長(chang)大。因(yin)為(wei)(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作用(yong)在于增加晶(jing)(jing)界(jie)(jie)運動所需的(de)(de)(de)能量(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)(jing)體能量(liang)(liang)降低(di)，其降低(di)量(liang)(liang)與(yu)(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)(heng)截面積成(cheng)正比，所以必須(xu)提高晶(jing)(jing)界(jie)(jie)能，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)才能離(li)開第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，與(yu)(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)(heng)截面積相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)必須(xu)變形，第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈多(duo)，晶(jing)(jing)粒長(chang)大的(de)(de)(de)極限尺寸(cun)愈小。

另一(yi)方面(mian)為了降低電熔凝氧(yang)化(hua)鎂的顯氣孔率，也應盡量減(jian)少原料(liao)氧(yang)化(hua)鎂的氣體排(pai)出，因此，采用燒結(jie)鎂砂(sha)電熔有其顯著(zhu)優點。

⑤電(dian)熔氧化(hua)鎂單晶的化(hua)學原料質量(liang)要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原子(zi)(zi)(zi)和(he)分(fen)子(zi)(zi)(zi)的量子(zi)(zi)(zi)力學本性(xing)如離(li)子(zi)(zi)(zi)半(ban)徑的尺寸(cun)，離(li)子(zi)(zi)(zi)的電(dian)位數值，離(li)子(zi)(zi)(zi)的電(dian)子(zi)(zi)(zi)外層結構(gou)等(deng)相關(guan)聯(lian)。而氧化(hua)鎂的離(li)子(zi)(zi)(zi)尺寸(cun)、質量和(he)電(dian)荷、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)子(zi)(zi)(zi)之間(jian)的結合特性(xing)和(he)強度、離(li)子(zi)(zi)(zi)的極化(hua)作用、結晶構(gou)造(zao)等(deng)決定它是一高熔點化(hua)合物。

氧化鎂的熔(rong)點和(he)結(jie)構(gou)(gou)參數(shu)：陽離(li)子(zi)半(ban)徑(jing)0.074mm;陰(yin)離(li)子(zi)半(ban)徑(jing)0.53mm;結(jie)構(gou)(gou)類(lei)型NaCl;配(pei)(pei)位數(shu)6;有效配(pei)(pei)位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)最重要過(guo)程(cheng)是由各種鎂(mei)質原料，通(tong)過(guo)各種形式的(de)加熱方(fang)法產(chan)生高溫使(shi)鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變(bian)成氧化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)體(ti)(ti)。要使(shi)氧化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)融(rong)，必須消耗(hao)大量的(de)熱能，以克服離子間的(de)引力。通(tong)過(guo)強大電弧產(chan)生高溫而熔(rong)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)方(fang)法叫做(zuo)電弧熔(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)一(yi)般包括熱的(de)傳導、脫水(shui)、脫碳(tan)、熔(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)(ti)長大等(deng)一(yi)系列物(wu)理化(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)的(de)過(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)(shui)過(guo)程。用水(shui)(shui)鎂(mei)石作(zuo)原料有一(yi)脫水(shui)(shui)過(guo)程。水(shui)(shui)鎂(mei)石的主要成分是(shi)(shi)氫氧化(hua)鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)(shui)過(guo)程是(shi)(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過(guo)程(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)礦作為(wei)原(yuan)料(liao)時(shi)有(you)一個脫(tuo)碳過(guo)程(cheng)，脫(tuo)碳過(guo)程(cheng)包括兩個方面(mian)。一方面(mian)是菱(ling)鎂(mei)礦石的熱分解，菱(ling)鎂(mei)礦石的主要成分是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在電(dian)(dian)熔(rong)過(guo)程中(zhong)往往在原料氧化鎂中(zhong)加入(ru)石(shi)墨粉末添(tian)加物(助(zhu)劑)，在電(dian)(dian)熔(rong)爐起動(dong)過(guo)程中(zhong)需在三電(dian)(dian)極(ji)(石(shi)墨電(dian)(dian)極(ji))的(de)下端用石(shi)墨粉末鋪成三角形(xing)或星形(xing)導線路，在通電(dian)(dian)過(guo)程中(zhong)受熱(re)燒(shao)損或完全燃燒(shao)除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)過(guo)程。熔化(hua)過(guo)程即(ji)氧化(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離(li)子和氧離(li)子在(zai)強電(dian)(dian)弧產生(sheng)(sheng)的熱(re)(re)能(neng)作用(yong)下，克服單晶(jing)體(ti)(ti)(ti)中的晶(jing)格能(neng)的束縛，變成能(neng)自由運動的過(guo)程。也就是說，氧化(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)到一定(ding)溫度(熔點(dian))就會由固(gu)體(ti)(ti)(ti)變成液體(ti)(ti)(ti)，叫熔化(hua)。在(zai)這一過(guo)程中需消(xiao)耗(hao)(hao)大(da)量的電(dian)(dian)能(neng)。據(ju)(ju)電(dian)(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)產者對用(yong)水鎂(mei)石作原料生(sheng)(sheng)產電(dian)(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)的熱(re)(re)平衡的衡算，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的比例(li)如下：氧化(hua)鎂(mei)晶(jing)體(ti)(ti)(ti)生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)耗(hao)(hao)值3.0%，冷卻水耗(hao)(hao)熱(re)(re)值8.4%，冷卻爐殼的水耗(hao)(hao)熱(re)(re)值7.9%，爐子表面(mian)散熱(re)(re)值6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損失(shi)值3.2%，從這些統(tong)計數據(ju)(ju)可以(yi)看出，在(zai)電(dian)(dian)熔