電(dian)弧(hu)熔(rong)爐生產(chan)電(dian)熔(rong)氧化鎂的工藝流(liu)程主要(yao)包括：原料配料、電(dian)弧(hu)熔(rong)融、破碎(sui)、選(xuan)別、粉碎(sui)、篩別、磁選(xuan)、分(fen)類包裝等。

(1)原料

我(wo)國(guo)有豐富的(de)(de)優質(zhi)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)，氧(yang)化鎂(mei)(mei)含量(liang)(liang)高，又易于(yu)(yu)開采(cai)，因(yin)此，被廣泛用(yong)作(zuo)(zuo)電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)原料。采(cai)用(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)石(shi)作(zuo)(zuo)原料，碳酸鎂(mei)(mei)分解(jie)產生CO2氣(qi)體(ti)，由于(yu)(yu)有大(da)量(liang)(liang)氣(qi)體(ti)從爐(lu)內排出影響著電(dian)熔過程的(de)(de)進(jin)行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂的結晶(jing)帶的形(xing)成均有不利影(ying)響(xiang)，由(you)于大量塵料(liao)飛損(sun)，使(shi)物料(liao)損(sun)耗(hao)和能(neng)量消耗(hao)增高，也(ye)惡(e)化了車間生產環境。但由(you)于優(you)質菱鎂礦石容(rong)易獲得，價格(ge)很低廉，所以(yi)，仍是我國電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂用得最多最廣泛的原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱鎂礦。菱鎂礦石中氧(yang)化鎂的(de)含量高低和化學(xue)成(cheng)分直接(jie)影(ying)響到電熔凝(ning)氧(yang)化鎂的(de)質(zhi)量，同時在電熔過程中也直接(jie)影(ying)響到電熔凝(ning)氧(yang)化鎂得到的(de)品(pin)級比(bi)例(li)，因此(ci)，為(wei)了保證電熔凝(ning)氧(yang)化鎂的(de)質(zhi)量和品(pin)級比(bi)例(li)，必須(xu)對各(ge)種礦石進(jin)行適當(dang)的(de)配比(bi)后進(jin)行熔煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)(shi)(shi)。我國的(de)(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)礦(kuang)(kuang)源(yuan)非常(chang)豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)(shi)(shi)中氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)高(gao)于菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)石(shi)(shi)(shi)(shi)。它也是一種制造(zao)電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)原料，部(bu)分地區水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)化(hua)學成分見(jian)表2。

表(biao)2水(shui)鎂(mei)石的化學成分/%

③輕燒(shao)氧化鎂(mei)。以(yi)輕燒(shao)氧化鎂(mei)作為電熔(rong)氧化鎂(mei)原料，可以(yi)使生產環境得到改善，可以(yi)降(jiang)低運輸費用。由于電熔(rong)時排出氣體少，成分也較均勻，對提高電熔(rong)氧化鎂(mei)質(zhi)量有利。

我國有一些(xie)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)(cheng)(cheng)球料入爐(lu)電(dian)熔(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量達到98%，以(yi)此料能生(sheng)產出白色大結(jie)晶電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成(cheng)(cheng)(cheng)球費(fei)用高，影響生(sheng)產成(cheng)(cheng)(cheng)本。目前，有的廠家采用反射爐(lu)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)一定的粒度加入熔(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的質量比用菱鎂(mei)(mei)礦石好，成(cheng)(cheng)(cheng)本又比用球料作原料時便(bian)宜，因而得到了一定的推廣(guang)。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)砂(sha)。為了某些電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)特殊要求，有時(shi)(shi)必(bi)須(xu)在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)過(guo)程中采用(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)砂(sha)作(zuo)為電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)原(yuan)料，如采用(yong)海(hai)水鎂(mei)砂(sha)作(zuo)為電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)原(yuan)料，一(yi)般首先利(li)用(yong)處理海(hai)水和(he)石灰乳作(zuo)用(yong)生產氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)煅燒(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。用(yong)其(qi)他(ta)方(fang)法(fa)也可以(yi)制得輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)制取方(fang)法(fa))，采用(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)作(zuo)為原(yuan)料生產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等研究認為，極少量(liang)的(de)(de)雜質(zhi)氣體(ti)(相(xiang))也屬于晶(jing)體(ti)的(de)(de)雜質(zhi)，可明顯影響晶(jing)粒的(de)(de)長大。因為雜質(zhi)相(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)在于增加(jia)晶(jing)界(jie)(jie)(jie)運動(dong)所需的(de)(de)能(neng)量(liang)。當晶(jing)界(jie)(jie)(jie)與(yu)第二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)(shi)，晶(jing)體(ti)能(neng)量(liang)降低，其(qi)降低量(liang)與(yu)第二(er)(er)相(xiang)橫截(jie)(jie)面積成正比，所以(yi)必(bi)須(xu)提(ti)高晶(jing)界(jie)(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)(jie)(jie)才(cai)能(neng)離開第二(er)(er)相(xiang)繼續(xu)運動(dong)。并且當晶(jing)界(jie)(jie)(jie)與(yu)第二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)(shi)，與(yu)第二(er)(er)相(xiang)橫截(jie)(jie)面積相(xiang)等的(de)(de)晶(jing)界(jie)(jie)(jie)必(bi)須(xu)變(bian)形，第二(er)(er)相(xiang)數量(liang)愈(yu)多，晶(jing)粒長大的(de)(de)極限(xian)尺寸(cun)愈(yu)小。

另一方面為了降(jiang)低(di)電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)的顯(xian)氣(qi)孔率，也應盡量減少原(yuan)料氧化(hua)鎂(mei)的氣(qi)體排出，因此，采用燒結鎂(mei)砂電熔(rong)有其顯(xian)著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原(yuan)料質量(liang)要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是同原子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)(he)(he)分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)(zi)力學(xue)本性(xing)如離子(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺寸(cun)，離子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電位數(shu)值(zhi)，離子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)外層結構等(deng)相關聯。而氧化鎂的(de)離子(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸(cun)、質量和(he)(he)(he)電荷(he)、陽離子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)(he)(he)陰(yin)離子(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)結合(he)特(te)性(xing)和(he)(he)(he)強(qiang)度、離子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)極化作用、結晶構造等(deng)決定它是一高熔點化合(he)物。

氧化(hua)鎂(mei)的熔點和結構(gou)參數：陽(yang)離子半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離子半(ban)徑(jing)0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配位數6;有效(xiao)配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)(de)(de)最重要過(guo)程(cheng)是由各種鎂(mei)(mei)質(zhi)原料，通過(guo)各種形式的(de)(de)(de)加(jia)熱(re)方(fang)法產(chan)生(sheng)高(gao)溫(wen)使(shi)鎂(mei)(mei)質(zhi)材料(MgO)熔化(hua)，變成氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)熔體(ti)。要使(shi)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)熔融，必須消耗(hao)大量的(de)(de)(de)熱(re)能，以(yi)克服離子間的(de)(de)(de)引力。通過(guo)強大電(dian)弧產(chan)生(sheng)高(gao)溫(wen)而熔化(hua)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)方(fang)法叫做電(dian)弧熔融法。這個融化(hua)過(guo)程(cheng)一般(ban)包括熱(re)的(de)(de)(de)傳(chuan)導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔化(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)長(chang)大等一系列物(wu)理(li)化(hua)學變化(hua)的(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)(shui)過程。用(yong)水(shui)(shui)鎂石作(zuo)原料有(you)一脫水(shui)(shui)過程。水(shui)(shui)鎂石的主要(yao)成分是(shi)(shi)氫(qing)氧化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)(shui)過程是(shi)(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)。用(yong)菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)作為原料時有(you)一個脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)包括兩個方面(mian)。一方面(mian)是菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)石的熱分(fen)解，菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)石的主要成分(fen)是碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由于在電(dian)熔過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)往往在原(yuan)料氧化鎂中(zhong)(zhong)加入石(shi)(shi)墨(mo)(mo)粉末添加物(助(zhu)劑)，在電(dian)熔爐起(qi)動(dong)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)需在三(san)電(dian)極(ji)(石(shi)(shi)墨(mo)(mo)電(dian)極(ji))的下端用石(shi)(shi)墨(mo)(mo)粉末鋪(pu)成三(san)角(jiao)形或星形導(dao)線路(lu)，在通(tong)電(dian)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)受熱燒(shao)損或完全燃燒(shao)除去石(shi)(shi)墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過(guo)程。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過(guo)程即氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子和(he)氧(yang)(yang)離子在(zai)強電(dian)弧產生(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)能(neng)(neng)(neng)作用(yong)下，克服(fu)單晶體(ti)中的(de)(de)(de)晶格(ge)能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)束縛，變成(cheng)(cheng)(cheng)能(neng)(neng)(neng)自由運動的(de)(de)(de)過(guo)程。也就(jiu)是說，氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)加(jia)熱(re)(re)(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)(rong)點)就(jiu)會由固體(ti)變成(cheng)(cheng)(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)。在(zai)這一過(guo)程中需(xu)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)大量的(de)(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)(neng)。據電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)生(sheng)產者對用(yong)水鎂(mei)石作原料生(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)(de)(de)衡(heng)算(suan)，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)比(bi)例如下：氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)晶體(ti)生(sheng)成(cheng)(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻(que)水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)(de)(de)水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶走(zou)熱(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)(neng)損失值(zhi)3.2%，從這些統計數據可以看出，在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)