電弧熔爐生產電熔氧化鎂的(de)工藝流程(cheng)主要(yao)包(bao)括：原(yuan)料配料、電弧熔融、破碎(sui)、選別(bie)、粉碎(sui)、篩別(bie)、磁選、分類(lei)包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富的優質菱(ling)鎂礦石，氧化鎂含(han)量高，又易(yi)于(yu)開采，因此，被(bei)廣(guang)泛用(yong)作(zuo)電熔(rong)氧化鎂的原料。采用(yong)菱(ling)鎂石作(zuo)原料，碳酸鎂分解產生CO2氣體，由(you)于(yu)有大量氣體從爐(lu)內排出影響著電熔(rong)過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)結(jie)晶帶的(de)形成均有不利影響(xiang)，由于大量塵(chen)料(liao)飛(fei)損(sun)，使物料(liao)損(sun)耗(hao)和能量消(xiao)耗(hao)增高，也惡化(hua)了車間生產環境(jing)。但由于優質菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)容易(yi)獲(huo)得，價(jia)格很(hen)低廉，所以(yi)，仍是我(wo)國(guo)電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)用得最(zui)多(duo)最(zui)廣(guang)泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂礦(kuang)。菱(ling)鎂礦(kuang)石中(zhong)氧(yang)化鎂的(de)含量(liang)(liang)高低和化學成分直(zhi)接影響到電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化鎂的(de)質量(liang)(liang)，同時在(zai)電(dian)(dian)熔過程中(zhong)也直(zhi)接影響到電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化鎂得到的(de)品級(ji)比(bi)(bi)例，因此，為了保(bao)證電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化鎂的(de)質量(liang)(liang)和品級(ji)比(bi)(bi)例，必須對各種礦(kuang)石進行適當的(de)配比(bi)(bi)后進行熔煉。

②水(shui)(shui)鎂(mei)石。我國(guo)的(de)遼(liao)寧省(sheng)水(shui)(shui)鎂(mei)石的(de)礦(kuang)源非常(chang)豐(feng)富，水(shui)(shui)鎂(mei)石中氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦(kuang)石。它(ta)也是一種制造電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)原(yuan)料，部分地區水(shui)(shui)鎂(mei)石的(de)化(hua)學(xue)成分見表(biao)2。

表(biao)2水(shui)鎂石(shi)的化學(xue)成分/%

③輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂。以輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂作為電熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂原(yuan)料，可以使生(sheng)產環境得(de)到改善，可以降低運輸費用(yong)。由于電熔時排出氣體少(shao)，成分也(ye)較(jiao)均勻，對提高(gao)電熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂質量(liang)有利(li)。

我國有一(yi)些電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制(zhi)成球料(liao)(liao)入(ru)爐(lu)(lu)電熔(rong)。輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量達到98%，以此料(liao)(liao)能生產(chan)出(chu)白色(se)大(da)結晶電熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成球費用(yong)高(gao)，影響(xiang)生產(chan)成本(ben)。目前，有的廠家采用(yong)反射(she)爐(lu)(lu)輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以一(yi)定(ding)的粒度(du)加入(ru)熔(rong)爐(lu)(lu)電熔(rong)，電熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的質量比用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石好，成本(ben)又比用(yong)球料(liao)(liao)作原料(liao)(liao)時便宜，因而(er)得到了一(yi)定(ding)的推廣。

④燒(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)了某些電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)特殊要求，有時必(bi)須(xu)(xu)在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)過程(cheng)中采(cai)用(yong)燒(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料(liao)(liao)，如(ru)采(cai)用(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料(liao)(liao)，一般首先利用(yong)處理海水和(he)石灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)生(sheng)產氫氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將(jiang)氫氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)(shao)成(cheng)輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)其他方(fang)法(fa)也(ye)可(ke)以(yi)制得輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見(jian)工業氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)制取方(fang)法(fa))，采(cai)用(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)原(yuan)料(liao)(liao)生(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)(wei)，極(ji)少(shao)量(liang)的(de)雜質氣體(ti)(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)體(ti)的(de)雜質，可(ke)明顯影響(xiang)晶(jing)(jing)粒的(de)長大。因為(wei)(wei)雜質相(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)在(zai)于增加(jia)晶(jing)(jing)界(jie)運(yun)動所(suo)需的(de)能(neng)量(liang)。當晶(jing)(jing)界(jie)與第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)體(ti)能(neng)量(liang)降低，其降低量(liang)與第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截面積成(cheng)正比，所(suo)以(yi)必(bi)須(xu)(xu)提高晶(jing)(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)才能(neng)離開(kai)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并且當晶(jing)(jing)界(jie)與第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截面積相(xiang)(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)(jing)界(jie)必(bi)須(xu)(xu)變(bian)形，第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒長大的(de)極(ji)限(xian)尺寸愈小。

另(ling)一(yi)方(fang)面為(wei)了(le)降低電(dian)熔凝(ning)氧化鎂的(de)顯氣(qi)孔率，也應盡量減少(shao)原料(liao)氧化鎂的(de)氣(qi)體排出，因(yin)此，采用燒(shao)結鎂砂電(dian)熔有其顯著優點。

⑤電熔(rong)氧(yang)化鎂單晶的化學原料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特(te)性是(shi)同原(yuan)子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)(he)分子(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)力學本性如離子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺寸，離子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)位數(shu)值，離子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)外層(ceng)結構等相關聯。而(er)氧化鎂的(de)離子(zi)(zi)(zi)尺寸、質量和(he)(he)(he)電(dian)荷、陽離子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)(he)陰離子(zi)(zi)(zi)之間的(de)結合特(te)性和(he)(he)(he)強度(du)、離子(zi)(zi)(zi)的(de)極化作用(yong)、結晶構造等決定它(ta)是(shi)一(yi)高熔點化合物(wu)。

氧化鎂的(de)熔(rong)(rong)點和結(jie)構參數(shu)：陽離(li)子半(ban)徑(jing)0.074mm;陰(yin)離(li)子半(ban)徑(jing)0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配位數(shu)6;有效(xiao)配位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)(rong)點2800℃。

電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制造的最重(zhong)要(yao)過(guo)程是由各種鎂(mei)(mei)(mei)質(zhi)原(yuan)料，通過(guo)各種形式(shi)的加熱(re)方(fang)法(fa)(fa)產生(sheng)高溫使鎂(mei)(mei)(mei)質(zhi)材料(MgO)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)(rong)體(ti)。要(yao)使氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)，必須消耗大量的熱(re)能，以克服離子間的引力。通過(guo)強大電弧產生(sheng)高溫而(er)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的方(fang)法(fa)(fa)叫做電弧熔(rong)(rong)(rong)融(rong)法(fa)(fa)。這個融(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程一般包括熱(re)的傳(chuan)導、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)長大等一系(xi)列物(wu)理化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的過(guo)程。

①脫水(shui)(shui)過程。用水(shui)(shui)鎂石作(zuo)原料(liao)有一脫水(shui)(shui)過程。水(shui)(shui)鎂石的主要成分是(shi)(shi)氫(qing)氧化鎂Mg(OH)2。其(qi)脫水(shui)(shui)過程是(shi)(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)。用菱(ling)鎂礦作為原料時有一(yi)個脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)，脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)包括(kuo)兩個方(fang)面。一(yi)方(fang)面是菱(ling)鎂礦石的(de)熱(re)分(fen)解，菱(ling)鎂礦石的(de)主(zhu)要成(cheng)分(fen)是碳(tan)(tan)酸(suan)鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電熔(rong)過(guo)程(cheng)中往(wang)往(wang)在(zai)原料氧化鎂(mei)中加入石墨(mo)(mo)(mo)粉(fen)末(mo)添加物(助(zhu)劑)，在(zai)電熔(rong)爐起(qi)動過(guo)程(cheng)中需(xu)在(zai)三電極(石墨(mo)(mo)(mo)電極)的(de)下端用(yong)石墨(mo)(mo)(mo)粉(fen)末(mo)鋪(pu)成三角形(xing)(xing)或星形(xing)(xing)導線路，在(zai)通電過(guo)程(cheng)中受熱(re)燒損或完全燃燒除去石墨(mo)(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)程。熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)程即(ji)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離(li)子和氧(yang)離(li)子在(zai)強電(dian)(dian)(dian)弧(hu)產生(sheng)的(de)熱(re)(re)能作(zuo)用(yong)(yong)下，克服單晶(jing)體(ti)中(zhong)的(de)晶(jing)格能的(de)束(shu)縛，變(bian)成(cheng)(cheng)能自由運動的(de)過(guo)程。也就(jiu)是說(shuo)，氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)到(dao)一(yi)定溫度(熔(rong)(rong)點)就(jiu)會由固體(ti)變(bian)成(cheng)(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)。在(zai)這(zhe)一(yi)過(guo)程中(zhong)需(xu)消(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)大量的(de)電(dian)(dian)(dian)能。據電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)產者對(dui)用(yong)(yong)水鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料生(sheng)產電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)熱(re)(re)平(ping)衡的(de)衡算，熱(re)(re)消(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)的(de)比例如(ru)下：氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)體(ti)生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)消(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)水耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散(san)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)(dian)能損(sun)失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數據可(ke)以看出(chu)，在(zai)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)