電弧熔(rong)爐生(sheng)產電熔(rong)氧(yang)化鎂的工藝流程主要包(bao)括：原料(liao)配料(liao)、電弧熔(rong)融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分(fen)類包(bao)裝等。

(1)原料

我(wo)國有豐富的(de)優質菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石，氧化鎂(mei)(mei)含量高，又易于開采(cai)，因此(ci)，被廣泛用(yong)(yong)作電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)的(de)原料。采(cai)用(yong)(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)石作原料，碳酸鎂(mei)(mei)分解(jie)產生CO2氣體，由于有大量氣體從爐內(nei)排出影響(xiang)著電(dian)熔(rong)過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化鎂(mei)的(de)結晶帶的(de)形成均(jun)有不利影響，由(you)于(yu)大量塵料(liao)飛損，使物(wu)料(liao)損耗和能量消耗增高，也惡化了車(che)間生產環境。但由(you)于(yu)優(you)質菱(ling)鎂(mei)礦石容易獲得(de)，價格很低廉，所以，仍是(shi)我國電熔氧(yang)化鎂(mei)用(yong)得(de)最(zui)多(duo)最(zui)廣泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)石中氧化(hua)鎂(mei)的含量高低和化(hua)學成(cheng)分直接影響到電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)的質量，同時在電熔(rong)(rong)過程中也直接影響到電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)得到的品級比例，因(yin)此，為了保(bao)證電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)的質量和品級比例，必須對各(ge)種礦(kuang)石進行適當的配比后進行熔(rong)(rong)煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)石。我國的(de)遼寧省(sheng)水(shui)鎂(mei)石的(de)礦源非常豐富(fu)，水(shui)鎂(mei)石中(zhong)氧化鎂(mei)含(han)量高于菱鎂(mei)礦石。它也是一種制造電熔(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)的(de)原料，部分地區水(shui)鎂(mei)石的(de)化學(xue)成(cheng)分見表(biao)2。

表2水鎂(mei)石(shi)的化學成(cheng)分/%

③輕燒氧化鎂。以輕燒氧化鎂作為電熔氧化鎂原料，可以使生產(chan)環境得到改善，可以降低(di)運輸費用。由于電熔時排出氣體少，成分也較均勻，對提(ti)高電熔氧化鎂質量有利。

我國有一些(xie)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)以(yi)輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)制成(cheng)(cheng)球(qiu)料(liao)(liao)入爐電(dian)熔(rong)(rong)(rong)。輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)氧化(hua)(hua)鎂(mei)含量(liang)達(da)到(dao)98%，以(yi)此料(liao)(liao)能生產出白色大結晶電(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)(cheng)球(qiu)費(fei)用高(gao)，影(ying)響生產成(cheng)(cheng)本。目前，有的(de)(de)廠家采用反射爐輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)，以(yi)一定的(de)(de)粒度加入熔(rong)(rong)(rong)爐電(dian)熔(rong)(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)質量(liang)比用菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石好，成(cheng)(cheng)本又(you)比用球(qiu)料(liao)(liao)作原(yuan)料(liao)(liao)時便宜，因(yin)而得到(dao)了一定的(de)(de)推(tui)廣(guang)。

④燒結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)(wei)了某些電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)特(te)殊(shu)要求(qiu)，有時(shi)必須(xu)在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)過程中采用(yong)(yong)燒結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂作為(wei)(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)原(yuan)料，如采用(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂作為(wei)(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)原(yuan)料，一般首先利用(yong)(yong)處(chu)理(li)海水和石灰乳(ru)作用(yong)(yong)生產(chan)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)，將(jiang)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒成輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其(qi)他方法(fa)也可以制(zhi)得(de)輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)制(zhi)取方法(fa))，采用(yong)(yong)輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)作為(wei)(wei)(wei)原(yuan)料生產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。奧(ao)絲(si)脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等(deng)研究認(ren)為(wei)(wei)(wei)，極少量(liang)(liang)的(de)雜質氣(qi)體(相(xiang))也屬于晶(jing)(jing)體的(de)雜質，可明顯(xian)影響晶(jing)(jing)粒的(de)長大。因為(wei)(wei)(wei)雜質相(xiang)的(de)作用(yong)(yong)在(zai)于增(zeng)加(jia)晶(jing)(jing)界運(yun)(yun)動所需的(de)能(neng)量(liang)(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)界與第(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)體能(neng)量(liang)(liang)降低，其(qi)降低量(liang)(liang)與第(di)二(er)相(xiang)橫截(jie)面積成正比(bi)，所以必須(xu)提高(gao)晶(jing)(jing)界能(neng)，晶(jing)(jing)界才能(neng)離(li)開第(di)二(er)相(xiang)繼續(xu)運(yun)(yun)動。并且當(dang)晶(jing)(jing)界與第(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，與第(di)二(er)相(xiang)橫截(jie)面積相(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)(jing)界必須(xu)變形，第(di)二(er)相(xiang)數(shu)量(liang)(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒長大的(de)極限尺(chi)寸愈小。

另一(yi)方面為了降低電熔(rong)凝氧化鎂的顯氣(qi)孔率，也應(ying)盡量減少(shao)原料氧化鎂的氣(qi)體排出，因此，采用燒結鎂砂電熔(rong)有其顯著優點(dian)。

⑤電熔氧化鎂(mei)單晶的化學(xue)原(yuan)料質量(liang)要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特(te)(te)性是(shi)同(tong)原子(zi)(zi)(zi)和(he)分(fen)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)力學本性如離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺(chi)寸，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)(dian)位數值(zhi)，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)外層結(jie)(jie)構(gou)等(deng)(deng)相(xiang)關聯。而氧化鎂的(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸、質(zhi)量(liang)和(he)電(dian)(dian)荷、陽(yang)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)結(jie)(jie)合(he)特(te)(te)性和(he)強度、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極化作用、結(jie)(jie)晶(jing)構(gou)造等(deng)(deng)決定它(ta)是(shi)一高熔(rong)點(dian)化合(he)物。

氧化(hua)鎂的熔點(dian)和結構(gou)參數：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配(pei)(pei)位數6;有效配(pei)(pei)位數8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂制造的(de)(de)最重要過程是由各種鎂質原料，通(tong)過各種形式的(de)(de)加(jia)熱(re)方法產生高(gao)溫(wen)(wen)使(shi)鎂質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)體。要使(shi)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)融(rong)，必須消耗大量的(de)(de)熱(re)能，以克服離子(zi)間的(de)(de)引(yin)力。通(tong)過強大電(dian)弧產生高(gao)溫(wen)(wen)而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)方法叫做電(dian)弧熔(rong)融(rong)法。這個(ge)融(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過程一(yi)般包括(kuo)熱(re)的(de)(de)傳(chuan)導、脫(tuo)水(shui)、脫(tuo)碳(tan)、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體長大等一(yi)系列(lie)物理(li)化(hua)(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過程。

①脫水過(guo)程(cheng)(cheng)。用水鎂(mei)石作原料有一脫水過(guo)程(cheng)(cheng)。水鎂(mei)石的主要成分是氫氧化(hua)鎂(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫水過(guo)程(cheng)(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過程。用菱鎂礦(kuang)作為原料時有一個脫(tuo)碳(tan)過程，脫(tuo)碳(tan)過程包括兩(liang)個方面。一方面是菱鎂礦(kuang)石的(de)熱分解(jie)，菱鎂礦(kuang)石的(de)主要(yao)成分是碳(tan)酸(suan)鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由于(yu)在電(dian)(dian)熔過(guo)程(cheng)中往往在原料(liao)氧(yang)化鎂中加入(ru)石墨(mo)粉(fen)末添加物(助劑(ji))，在電(dian)(dian)熔爐起(qi)動過(guo)程(cheng)中需在三(san)電(dian)(dian)極(石墨(mo)電(dian)(dian)極)的(de)下(xia)端用石墨(mo)粉(fen)末鋪成三(san)角形或星形導線路，在通(tong)電(dian)(dian)過(guo)程(cheng)中受熱燒損或完全燃(ran)燒除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子(zi)和氧(yang)(yang)離子(zi)在強(qiang)電(dian)弧(hu)產生(sheng)(sheng)的熱(re)(re)(re)能作用下，克(ke)服單晶體(ti)中的晶格能的束縛(fu)，變成(cheng)能自(zi)由運動的過(guo)程(cheng)。也就是說(shuo)，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)到(dao)一定溫度(du)(熔(rong)點)就會由固體(ti)變成(cheng)液(ye)體(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)。在這一過(guo)程(cheng)中需(xu)消耗(hao)大量的電(dian)能。據電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)產者(zhe)對用水(shui)(shui)鎂(mei)石作原(yuan)料生(sheng)(sheng)產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的熱(re)(re)(re)平(ping)衡(heng)的衡(heng)算，熱(re)(re)(re)消耗(hao)的比(bi)例(li)如下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)晶體(ti)生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)消耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水(shui)(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐殼(ke)的水(shui)(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散熱(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能損失值(zhi)3.2%，從這些統(tong)計(ji)數據可以看出，在電(dian)熔(rong)