電弧熔(rong)爐(lu)生產電熔(rong)氧化鎂的工藝流程主要包括：原料(liao)配料(liao)、電弧熔(rong)融(rong)、破(po)碎(sui)、選別(bie)、粉碎(sui)、篩別(bie)、磁選、分(fen)類包裝等。

(1)原料

我(wo)國(guo)有豐富的優質菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石，氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)含量高，又易于開(kai)采(cai)，因此(ci)，被廣泛用作電(dian)熔氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的原料。采(cai)用菱(ling)鎂(mei)(mei)石作原料，碳(tan)酸鎂(mei)(mei)分解產(chan)生CO2氣體，由于有大量氣體從(cong)爐內排出影響著電(dian)熔過程(cheng)的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)(dian)熔氧化鎂的結(jie)晶(jing)帶的形(xing)成均有(you)不利影響，由(you)于(yu)大(da)量(liang)塵(chen)料飛損，使(shi)物(wu)料損耗和能量(liang)消耗增高(gao)，也惡(e)化了車間(jian)生產環境(jing)。但由(you)于(yu)優質菱鎂礦石容易獲得，價(jia)格很低廉(lian)，所以，仍是(shi)我(wo)國電(dian)(dian)熔氧化鎂用得最多最廣泛(fan)的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)中氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)含量高低和化(hua)(hua)學(xue)成分直接影響到電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)質量，同(tong)時(shi)在電(dian)熔(rong)(rong)過(guo)程中也直接影響到電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)得到的(de)(de)品(pin)級比例，因此，為了(le)保(bao)證電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)質量和品(pin)級比例，必須(xu)對各種(zhong)礦(kuang)石(shi)進行適當的(de)(de)配比后(hou)進行熔(rong)(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)(shi)。我國的(de)(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)(shi)的(de)(de)礦源非常豐富，水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)(shi)中氧化(hua)鎂(mei)含量高(gao)于菱鎂(mei)礦石(shi)(shi)(shi)。它也(ye)是一種制造電熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)原(yuan)料，部分地區水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)(shi)的(de)(de)化(hua)學成分見表2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)(mei)。以(yi)輕(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)(mei)作為電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)(mei)原料，可(ke)以(yi)使生產環境(jing)得到(dao)改(gai)善，可(ke)以(yi)降(jiang)低運輸(shu)費用。由(you)于電(dian)熔(rong)時排出氣體少，成分也較均(jun)勻，對(dui)提(ti)高(gao)電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)(mei)質量有(you)利。

我國有(you)(you)一些電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)以輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)制成(cheng)球料(liao)入爐電熔(rong)。輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)含量達到(dao)(dao)98%，以此料(liao)能生產出白色大(da)結晶電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。但由(you)于成(cheng)球費用(yong)高，影響(xiang)生產成(cheng)本(ben)。目前(qian)，有(you)(you)的廠家采用(yong)反(fan)射(she)爐輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，以一定(ding)的粒度加入熔(rong)爐電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的質量比用(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本(ben)又比用(yong)球料(liao)作原料(liao)時(shi)便宜，因而得到(dao)(dao)了一定(ding)的推(tui)廣。

④燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂。為了某些電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)特(te)殊(shu)要求，有時必須(xu)在電(dian)熔(rong)(rong)過程中采用(yong)(yong)(yong)燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂作為電(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)(yuan)料，如(ru)采用(yong)(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)砂作為電(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)(yuan)料，一般首先利用(yong)(yong)(yong)處理海水和石(shi)灰乳作用(yong)(yong)(yong)生產(chan)氫(qing)(qing)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫(qing)(qing)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成(cheng)輕燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)(yong)其(qi)他方法也可以制(zhi)得輕燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)制(zhi)取方法)，采用(yong)(yong)(yong)輕燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作為原(yuan)(yuan)料生產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研究認為，極少量(liang)的(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)氣體(ti)(ti)(相(xiang))也屬(shu)于晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)，可明顯(xian)影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)長(chang)大。因為雜(za)質(zhi)相(xiang)的(de)(de)(de)作用(yong)(yong)(yong)在于增加(jia)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)運動所(suo)需的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)與(yu)第(di)二相(xiang)相(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)能(neng)量(liang)降(jiang)(jiang)低，其(qi)降(jiang)(jiang)低量(liang)與(yu)第(di)二相(xiang)橫截面積成(cheng)正比，所(suo)以必須(xu)提高晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)才能(neng)離(li)開第(di)二相(xiang)繼續運動。并(bing)且當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)與(yu)第(di)二相(xiang)相(xiang)遇時，與(yu)第(di)二相(xiang)橫截面積相(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)必須(xu)變(bian)形，第(di)二相(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒長(chang)大的(de)(de)(de)極限尺(chi)寸(cun)愈小。

另(ling)一方面為了降低電熔凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的顯氣(qi)孔(kong)率，也應盡量減少原料氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的氣(qi)體排(pai)出(chu)，因此，采用(yong)燒結鎂(mei)(mei)砂電熔有(you)其(qi)顯著(zhu)優點(dian)。

⑤電(dian)熔氧(yang)化鎂單晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同(tong)原子(zi)和(he)分子(zi)的(de)(de)量子(zi)力學本性(xing)如離(li)(li)子(zi)半(ban)徑的(de)(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)的(de)(de)電位(wei)數值，離(li)(li)子(zi)的(de)(de)電子(zi)外層(ceng)結(jie)構等相關聯(lian)。而氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)離(li)(li)子(zi)尺寸、質量和(he)電荷(he)、陽離(li)(li)子(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)之間的(de)(de)結(jie)合特性(xing)和(he)強(qiang)度、離(li)(li)子(zi)的(de)(de)極化(hua)作(zuo)用、結(jie)晶構造(zao)等決定(ding)它是一高(gao)熔(rong)點化(hua)合物。

氧化(hua)鎂的熔點和結構參數(shu)：陽離(li)(li)子半(ban)徑(jing)0.074mm;陰(yin)離(li)(li)子半(ban)徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)位數(shu)6;有(you)效配(pei)位數(shu)8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)制造的最重要過(guo)(guo)程(cheng)是由各種鎂(mei)質(zhi)原(yuan)料(liao)，通(tong)過(guo)(guo)各種形式(shi)的加熱方(fang)(fang)法(fa)(fa)產(chan)生高溫(wen)使鎂(mei)質(zhi)材料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)，變成(cheng)氧(yang)化(hua)鎂(mei)熔(rong)體。要使氧(yang)化(hua)鎂(mei)熔(rong)融，必須消(xiao)耗(hao)大量的熱能，以克服離子間的引(yin)力。通(tong)過(guo)(guo)強大電弧產(chan)生高溫(wen)而熔(rong)化(hua)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的方(fang)(fang)法(fa)(fa)叫做電弧熔(rong)融法(fa)(fa)。這個融化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)一般包括熱的傳導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)、析晶、晶體長(chang)大等一系列物理化(hua)學變化(hua)的過(guo)(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)(shui)過程。用水(shui)(shui)鎂石作原料(liao)有一(yi)脫(tuo)水(shui)(shui)過程。水(shui)(shui)鎂石的主要成(cheng)分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)(shui)過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程。用菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)作為原料時(shi)有一(yi)個(ge)脫碳過程，脫碳過程包(bao)括兩個(ge)方面。一(yi)方面是(shi)菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石(shi)的(de)熱分解，菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石(shi)的(de)主要成分是(shi)碳酸(suan)鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在電(dian)(dian)熔過(guo)(guo)程(cheng)中往(wang)往(wang)在原(yuan)料氧化鎂(mei)中加入(ru)石(shi)墨(mo)粉末(mo)(mo)添加物(助劑)，在電(dian)(dian)熔爐起(qi)動過(guo)(guo)程(cheng)中需(xu)在三電(dian)(dian)極(ji)(石(shi)墨(mo)電(dian)(dian)極(ji))的下端用石(shi)墨(mo)粉末(mo)(mo)鋪成三角形或星形導線路，在通(tong)電(dian)(dian)過(guo)(guo)程(cheng)中受熱燒損或完全燃燒除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)即(ji)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂中(zhong)鎂離子和氧(yang)離子在(zai)(zai)強電(dian)(dian)弧產生(sheng)的(de)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)作用下，克服單晶(jing)體中(zhong)的(de)晶(jing)格能(neng)的(de)束縛，變成能(neng)自由(you)運(yun)動的(de)過(guo)程(cheng)。也就是說，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂加熱(re)(re)(re)(re)到一(yi)定溫度(du)(熔(rong)(rong)點)就會(hui)由(you)固體變成液(ye)體，叫(jiao)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)。在(zai)(zai)這一(yi)過(guo)程(cheng)中(zhong)需消(xiao)耗(hao)大量的(de)電(dian)(dian)能(neng)。據電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂生(sheng)產者對用水(shui)鎂石作原料生(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)熱(re)(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)的(de)比例如下：氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂晶(jing)體生(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂(sha)生(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻(que)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子表面散(san)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損失值(zhi)3.2%，從這些統計數據可以看出，在(zai)(zai)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)