電弧熔(rong)爐生產電熔(rong)氧化鎂的(de)工藝流程(cheng)主要包括：原(yuan)料配(pei)料、電弧熔(rong)融(rong)、破碎、選(xuan)別、粉碎、篩(shai)別、磁選(xuan)、分(fen)類包裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有(you)豐富的優質(zhi)菱鎂礦石，氧(yang)(yang)化鎂含量高，又易(yi)于(yu)開采(cai)，因此，被廣泛用(yong)作(zuo)電熔(rong)氧(yang)(yang)化鎂的原料(liao)。采(cai)用(yong)菱鎂石作(zuo)原料(liao)，碳酸鎂分解產生CO2氣(qi)體，由于(yu)有(you)大量氣(qi)體從爐內排出影響著電熔(rong)過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂(mei)的結晶(jing)帶(dai)的形成均有不利影響，由于(yu)大量(liang)塵(chen)料(liao)飛(fei)損(sun)，使物料(liao)損(sun)耗和能量(liang)消耗增高(gao)，也惡化了車間生產環境(jing)。但由于(yu)優(you)質菱鎂(mei)礦石容易獲得(de)(de)，價格(ge)很(hen)低廉，所以，仍是我國電熔氧化鎂(mei)用得(de)(de)最(zui)多(duo)最(zui)廣(guang)泛的原料(liao)。

(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)含量(liang)高低和(he)化(hua)(hua)學(xue)成分直接(jie)影(ying)響(xiang)到電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)，同時在電(dian)熔(rong)過程中也直接(jie)影(ying)響(xiang)到電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)得(de)到的(de)品級比例，因此，為了保證電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)和(he)品級比例，必(bi)須對(dui)各種礦(kuang)石(shi)進行適當的(de)配(pei)比后進行熔(rong)煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)。我國的(de)(de)(de)遼寧(ning)省水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的(de)(de)(de)礦源非常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)中氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量高(gao)于菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)。它(ta)也是一種(zhong)制造(zao)電熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)原料，部分(fen)地區(qu)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的(de)(de)(de)化(hua)學成分(fen)見(jian)表2。

表(biao)2水鎂石的化學成分(fen)/%

③輕(qing)燒氧化(hua)(hua)鎂。以輕(qing)燒氧化(hua)(hua)鎂作為電(dian)熔氧化(hua)(hua)鎂原料，可以使生產環境得(de)到改善，可以降低運(yun)輸費用。由于電(dian)熔時排出氣體少，成分(fen)也較均勻，對提高電(dian)熔氧化(hua)(hua)鎂質(zhi)量(liang)有(you)利(li)。

我國有(you)一(yi)些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以(yi)輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制成(cheng)(cheng)球(qiu)料(liao)(liao)入爐(lu)(lu)電(dian)熔(rong)(rong)。輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量達到98%，以(yi)此料(liao)(liao)能生(sheng)產(chan)出白色大結晶電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但由于成(cheng)(cheng)球(qiu)費用(yong)(yong)高，影響生(sheng)產(chan)成(cheng)(cheng)本。目前(qian)，有(you)的(de)廠家采用(yong)(yong)反射(she)爐(lu)(lu)輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以(yi)一(yi)定(ding)的(de)粒度加入熔(rong)(rong)爐(lu)(lu)電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量比(bi)(bi)用(yong)(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)好，成(cheng)(cheng)本又比(bi)(bi)用(yong)(yong)球(qiu)料(liao)(liao)作原料(liao)(liao)時(shi)便宜，因而(er)得到了一(yi)定(ding)的(de)推(tui)廣。

④燒(shao)結鎂砂(sha)。為(wei)了某(mou)些電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)(de)特殊要求，有(you)時(shi)必(bi)須(xu)在電熔(rong)(rong)過程中采(cai)用(yong)(yong)燒(shao)結鎂砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)電熔(rong)(rong)原(yuan)料(liao)，如(ru)采(cai)用(yong)(yong)海(hai)(hai)水鎂砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)電熔(rong)(rong)原(yuan)料(liao)，一般首先利(li)用(yong)(yong)處理海(hai)(hai)水和石灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)生產氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂，將氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂煅燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂。用(yong)(yong)其他方法也可(ke)以制(zhi)得輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(詳見工(gong)業氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)(de)制(zhi)取方法)，采(cai)用(yong)(yong)輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂作(zuo)(zuo)為(wei)原(yuan)料(liao)生產電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極少(shao)量(liang)的(de)(de)雜質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang))也屬(shu)于(yu)晶體的(de)(de)雜質(zhi)，可(ke)明顯影響晶粒(li)的(de)(de)長大。因為(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)在于(yu)增加晶界(jie)運(yun)(yun)動所需的(de)(de)能(neng)量(liang)。當(dang)(dang)晶界(jie)與(yu)第(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，晶體能(neng)量(liang)降低，其降低量(liang)與(yu)第(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積成正比，所以必(bi)須(xu)提(ti)高晶界(jie)能(neng)，晶界(jie)才能(neng)離開第(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)繼續運(yun)(yun)動。并且當(dang)(dang)晶界(jie)與(yu)第(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，與(yu)第(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積相(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶界(jie)必(bi)須(xu)變(bian)形，第(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)愈多(duo)，晶粒(li)長大的(de)(de)極限尺寸愈小(xiao)。

另一方面為了(le)降低電熔凝氧化鎂的顯氣(qi)孔率，也應(ying)盡量(liang)減(jian)少(shao)原料氧化鎂的氣(qi)體排(pai)出，因此，采(cai)用燒(shao)結鎂砂電熔有其顯著(zhu)優(you)點。

⑤電(dian)熔(rong)氧化鎂單(dan)晶的化學(xue)原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是(shi)同(tong)原子(zi)(zi)(zi)(zi)和分子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)力(li)學本(ben)性如離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)半(ban)徑(jing)的(de)(de)尺(chi)寸，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電位數(shu)值，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)外層(ceng)結(jie)構(gou)等相關聯(lian)。而氧化鎂的(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸、質量(liang)和電荷、陽(yang)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和陰離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)結(jie)合(he)特性和強度、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極化作(zuo)用、結(jie)晶構(gou)造等決定它是(shi)一高(gao)熔點化合(he)物。

氧化(hua)鎂的熔點(dian)和結構(gou)參數：陽離(li)子半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離(li)子半(ban)徑(jing)0.53mm;結構(gou)類型(xing)NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)最重要(yao)過程(cheng)是(shi)由各(ge)種鎂(mei)質原料(liao)(liao)，通過各(ge)種形(xing)式的(de)(de)加熱方法產(chan)生高溫使鎂(mei)質材料(liao)(liao)(MgO)熔化(hua)(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔體。要(yao)使氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔融(rong)，必須消耗(hao)大量的(de)(de)熱能，以克服離子(zi)間(jian)的(de)(de)引力。通過強大電弧(hu)(hu)產(chan)生高溫而熔化(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)方法叫做電弧(hu)(hu)熔融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過程(cheng)一般包括熱的(de)(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔化(hua)(hua)(hua)(hua)、析(xi)晶(jing)、晶(jing)體長(chang)大等一系列(lie)物理(li)化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過程(cheng)。

①脫(tuo)(tuo)(tuo)水過程。用(yong)水鎂石(shi)作原料有一脫(tuo)(tuo)(tuo)水過程。水鎂石(shi)的(de)主要成(cheng)分是氫(qing)氧化(hua)鎂Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)(tuo)(tuo)水過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過程。用菱(ling)鎂(mei)(mei)礦作為(wei)原料時有一個(ge)脫(tuo)碳過程，脫(tuo)碳過程包括兩(liang)個(ge)方面。一方面是菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)的熱(re)分(fen)解，菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)的主要成分(fen)是碳酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方(fang)面，由于在(zai)(zai)電(dian)(dian)熔(rong)過(guo)程中(zhong)(zhong)往往在(zai)(zai)原(yuan)料氧化鎂中(zhong)(zhong)加入石(shi)墨粉(fen)末添加物(助(zhu)劑)，在(zai)(zai)電(dian)(dian)熔(rong)爐起動(dong)過(guo)程中(zhong)(zhong)需在(zai)(zai)三電(dian)(dian)極(ji)(石(shi)墨電(dian)(dian)極(ji))的下(xia)端用石(shi)墨粉(fen)末鋪成三角形或星形導線(xian)路，在(zai)(zai)通電(dian)(dian)過(guo)程中(zhong)(zhong)受熱燒損(sun)或完全燃燒除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程。熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)離子和氧(yang)(yang)離子在(zai)強電(dian)弧產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)(re)能作用下，克(ke)服(fu)單(dan)晶(jing)體中(zhong)的(de)(de)晶(jing)格(ge)能的(de)(de)束縛，變(bian)成能自由(you)運動的(de)(de)過(guo)程。也就(jiu)是說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)到一定溫(wen)度(熔(rong)點)就(jiu)會(hui)由(you)固體變(bian)成液體，叫熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)。在(zai)這一過(guo)程中(zhong)需消(xiao)耗大量的(de)(de)電(dian)能。據電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)者對(dui)用水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)作原料生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗的(de)(de)比例如下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)晶(jing)體生(sheng)(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)消(xiao)耗值34.9%，渣皮消(xiao)耗熱(re)(re)(re)值15.3%，散砂生(sheng)(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)耗值3.0%，冷卻水耗熱(re)(re)(re)值8.4%，冷卻爐殼(ke)的(de)(de)水耗熱(re)(re)(re)值7.9%，爐子表面散熱(re)(re)(re)值6.4%，煙氣(qi)帶走熱(re)(re)(re)值28.8%。電(dian)能損失值3.2%，從這些統計數據可以看出，在(zai)電(dian)熔(rong)