電(dian)弧熔爐生產電(dian)熔氧化鎂的工藝流程主要包括：原料配料、電(dian)弧熔融、破碎、選別、粉(fen)碎、篩別、磁選、分類包裝等(deng)。

(1)原料

我國有豐富的優質菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石，氧化(hua)鎂(mei)含量高，又(you)易于(yu)開采，因此，被廣泛用(yong)作(zuo)電熔氧化(hua)鎂(mei)的原料。采用(yong)菱(ling)鎂(mei)石作(zuo)原料，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣體，由(you)于(yu)有大(da)量氣體從爐(lu)內排出影響(xiang)著電熔過程(cheng)的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)的(de)結(jie)晶帶的(de)形成均有不(bu)利影響，由(you)于大量塵料(liao)(liao)飛損，使物(wu)料(liao)(liao)損耗(hao)和能量消(xiao)耗(hao)增高，也惡化(hua)了車間生產環(huan)境。但由(you)于優質菱鎂(mei)礦(kuang)石容易(yi)獲得，價格很(hen)低廉，所以，仍是我國電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)用得最多最廣泛的(de)原料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石(shi)中氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)含量(liang)(liang)高低和化(hua)學成分(fen)直(zhi)接影(ying)響到(dao)電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)，同時在(zai)電熔(rong)過程中也直(zhi)接影(ying)響到(dao)電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)得到(dao)的(de)(de)(de)品(pin)級比例(li)，因(yin)此，為了保(bao)證電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)和品(pin)級比例(li)，必須(xu)對各種礦石(shi)進行適當(dang)的(de)(de)(de)配比后進行熔(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)石(shi)。我國的遼寧省水鎂(mei)(mei)石(shi)的礦(kuang)源非常豐富，水鎂(mei)(mei)石(shi)中氧化鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)。它也(ye)是一種制造(zao)電熔凝氧化鎂(mei)(mei)的原(yuan)料，部分地區水鎂(mei)(mei)石(shi)的化學成分見表2。

表2水鎂石(shi)的化學(xue)成分/%

③輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。以(yi)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作為電(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)原料(liao)，可以(yi)使生產(chan)環境得到改善，可以(yi)降低運輸費用。由于電(dian)熔時排出(chu)氣體少(shao)，成分也較(jiao)均勻，對(dui)提高電(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)質量有利。

我國有一些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)以輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)制(zhi)成(cheng)(cheng)球(qiu)料(liao)(liao)入爐電(dian)(dian)熔(rong)。輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)的氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量達到98%，以此料(liao)(liao)能生產出白色大結晶電(dian)(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成(cheng)(cheng)球(qiu)費用(yong)高(gao)，影響生產成(cheng)(cheng)本。目前，有的廠家(jia)采用(yong)反射爐輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)，以一定的粒度(du)加入熔(rong)爐電(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的質量比用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)好，成(cheng)(cheng)本又比用(yong)球(qiu)料(liao)(liao)作原料(liao)(liao)時(shi)便宜，因而得到了一定的推廣(guang)。

④燒(shao)結鎂(mei)砂。為(wei)了某些電(dian)(dian)(dian)(dian)熔凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)特殊要求，有時必須在電(dian)(dian)(dian)(dian)熔過程中采用(yong)(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)(dian)(dian)熔原料(liao)，如采用(yong)(yong)(yong)海水(shui)鎂(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)(dian)(dian)熔原料(liao)，一般首先利用(yong)(yong)(yong)處理(li)海水(shui)和石灰(hui)乳(ru)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)生(sheng)產(chan)氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)，將氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)(yong)其(qi)他方(fang)法也可以制得輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(詳見(jian)工(gong)業氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)制取方(fang)法)，采用(yong)(yong)(yong)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)作(zuo)為(wei)原料(liao)生(sheng)產(chan)電(dian)(dian)(dian)(dian)熔凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉(la)特爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極(ji)少量(liang)的(de)(de)(de)雜(za)質氣體(相(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)(jing)(jing)(jing)體的(de)(de)(de)雜(za)質，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)(de)長大。因為(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)在于(yu)增加(jia)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)運動(dong)所(suo)需的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與第二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體能(neng)量(liang)降(jiang)低，其(qi)降(jiang)低量(liang)與第二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截面(mian)積成正比，所(suo)以必須提高晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)才能(neng)離開第二(er)相(xiang)(xiang)繼續運動(dong)。并且當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與第二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與第二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截面(mian)積相(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)必須變(bian)形，第二(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)長大的(de)(de)(de)極(ji)限(xian)尺寸愈(yu)小。

另一方面為了降低電(dian)熔凝(ning)氧化鎂的(de)顯(xian)氣(qi)孔率(lv)，也應盡量(liang)減少(shao)原料氧化鎂的(de)氣(qi)體排(pai)出，因此，采用(yong)燒(shao)結鎂砂電(dian)熔有其顯(xian)著優點。

⑤電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)單晶的化(hua)學(xue)原料質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同(tong)原子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)力學(xue)本性(xing)如(ru)離子(zi)(zi)(zi)半(ban)徑的(de)(de)(de)尺(chi)寸，離子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電位數值，離子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)外層結(jie)構(gou)等相關聯(lian)。而氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)離子(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸、質量和(he)(he)電荷、陽離子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)陰(yin)離子(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)(de)結(jie)合特性(xing)和(he)(he)強度、離子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)極化(hua)作用、結(jie)晶(jing)構(gou)造等決定它是一高熔(rong)點化(hua)合物(wu)。

氧(yang)化鎂的熔點(dian)和結(jie)構參數(shu)：陽離子半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離子半(ban)徑(jing)0.53mm;結(jie)構類(lei)型NaCl;配(pei)位(wei)數(shu)6;有效配(pei)位(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂制造(zao)的(de)(de)(de)最重要過程是由各(ge)(ge)種鎂質(zhi)原料(liao)(liao)，通過各(ge)(ge)種形式的(de)(de)(de)加熱(re)方法產(chan)生(sheng)高溫(wen)使(shi)鎂質(zhi)材料(liao)(liao)(MgO)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)，變(bian)成氧(yang)化(hua)鎂熔(rong)(rong)(rong)體。要使(shi)氧(yang)化(hua)鎂熔(rong)(rong)(rong)融(rong)(rong)，必須消耗大(da)量的(de)(de)(de)熱(re)能(neng)，以(yi)克服離子間的(de)(de)(de)引力。通過強(qiang)大(da)電(dian)弧產(chan)生(sheng)高溫(wen)而熔(rong)(rong)(rong)化(hua)氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)(de)方法叫做電(dian)弧熔(rong)(rong)(rong)融(rong)(rong)法。這(zhe)個融(rong)(rong)化(hua)過程一(yi)般包(bao)括熱(re)的(de)(de)(de)傳(chuan)導(dao)、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)(rong)(rong)化(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大(da)等一(yi)系(xi)列(lie)物理(li)化(hua)學變(bian)化(hua)的(de)(de)(de)過程。

①脫(tuo)水過程(cheng)(cheng)。用水鎂石作原料有一脫(tuo)水過程(cheng)(cheng)。水鎂石的主(zhu)要成分是(shi)氫(qing)氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水過程(cheng)(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)礦作為原料時有一(yi)個脫(tuo)碳(tan)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)包括兩(liang)個方面(mian)。一(yi)方面(mian)是菱(ling)鎂(mei)礦石的(de)(de)熱分解，菱(ling)鎂(mei)礦石的(de)(de)主要成分是碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于(yu)在(zai)(zai)(zai)電熔過程(cheng)中往(wang)往(wang)在(zai)(zai)(zai)原(yuan)料氧(yang)化鎂中加(jia)入石(shi)墨(mo)(mo)(mo)粉末添加(jia)物(助劑)，在(zai)(zai)(zai)電熔爐(lu)起動(dong)過程(cheng)中需在(zai)(zai)(zai)三電極(ji)(石(shi)墨(mo)(mo)(mo)電極(ji))的下端用(yong)石(shi)墨(mo)(mo)(mo)粉末鋪成(cheng)三角(jiao)形(xing)或星(xing)形(xing)導(dao)線路，在(zai)(zai)(zai)通電過程(cheng)中受熱(re)燒(shao)損(sun)或完全燃燒(shao)除(chu)去石(shi)墨(mo)(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)即(ji)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離(li)(li)子(zi)和氧(yang)(yang)離(li)(li)子(zi)在(zai)強電弧產生的(de)(de)熱(re)能作用下，克服單晶體中的(de)(de)晶格能的(de)(de)束縛，變成(cheng)能自由運動的(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。也(ye)就(jiu)(jiu)是說，氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)加熱(re)到一(yi)定溫度(熔(rong)(rong)點)就(jiu)(jiu)會(hui)由固體變成(cheng)液(ye)體，叫(jiao)熔(rong)(rong)化(hua)。在(zai)這一(yi)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中需消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)大量的(de)(de)電能。據(ju)電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)生產者(zhe)對用水(shui)鎂(mei)石作原料生產電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱(re)平衡的(de)(de)衡算(suan)，熱(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)的(de)(de)比例如下：氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)晶體生成(cheng)熱(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)15.3%，散砂生成(cheng)熱(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散熱(re)值(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶(dai)走熱(re)值(zhi)28.8%。電能損(sun)失值(zhi)3.2%，從這些(xie)統計數據(ju)可以看(kan)出，在(zai)電熔(rong)(rong)