電弧熔爐生產電熔氧(yang)化鎂的工(gong)藝流程主(zhu)要包(bao)括：原(yuan)料配料、電弧熔融、破(po)碎、選別、粉(fen)碎、篩別、磁選、分類包(bao)裝等(deng)。

(1)原料

我國有(you)豐富的優質菱(ling)鎂礦石，氧(yang)化(hua)鎂含量高，又易于開采，因此，被(bei)廣泛(fan)用作(zuo)電熔氧(yang)化(hua)鎂的原料(liao)。采用菱(ling)鎂石作(zuo)原料(liao)，碳酸鎂分解產生CO2氣(qi)體，由于有(you)大(da)量氣(qi)體從爐內排出(chu)影響著(zhu)電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂的(de)結晶(jing)帶(dai)的(de)形成均有(you)不利(li)影響，由(you)于大量塵(chen)料飛(fei)損(sun)，使物料損(sun)耗(hao)和能量消耗(hao)增(zeng)高，也惡化(hua)了車間生產環(huan)境。但(dan)由(you)于優質菱(ling)鎂礦石容易獲(huo)得，價格(ge)很低(di)廉，所(suo)以，仍是我(wo)國電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂用得最多最廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂礦(kuang)。菱(ling)鎂礦(kuang)石(shi)中氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)含量高低和化(hua)(hua)學成(cheng)分直(zhi)接影響(xiang)到電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)質量，同時在電(dian)熔(rong)過(guo)程(cheng)中也直(zhi)接影響(xiang)到電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂得到的(de)品級比例(li)，因(yin)此，為了保證電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)質量和品級比例(li)，必須對各種礦(kuang)石(shi)進(jin)行(xing)適當(dang)的(de)配(pei)比后(hou)進(jin)行(xing)熔(rong)煉。

②水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)。我(wo)國的遼寧省水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的礦(kuang)源(yuan)非(fei)常(chang)豐(feng)富，水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)中氧化(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量高(gao)于(yu)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)。它也是(shi)一種制造電熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的原料，部(bu)分地區(qu)水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的化(hua)學成分見表2。

表2水鎂石(shi)的化學(xue)成分/%

③輕(qing)燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)。以(yi)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)作(zuo)為電熔氧(yang)化鎂(mei)原(yuan)料，可以(yi)使生(sheng)產環境(jing)得到(dao)改善，可以(yi)降低運輸費用。由于電熔時排出氣體少，成分也較均勻，對提高電熔氧(yang)化鎂(mei)質量有利。

我國有一些(xie)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化鎂以(yi)(yi)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化鎂制(zhi)成(cheng)(cheng)球料入爐電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)。輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化鎂的(de)氧(yang)(yang)(yang)化鎂含量(liang)達(da)到98%，以(yi)(yi)此料能生產出白色大結晶電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化鎂。但由于成(cheng)(cheng)球費用高，影響生產成(cheng)(cheng)本。目前，有的(de)廠家采(cai)用反射爐輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化鎂，以(yi)(yi)一定(ding)的(de)粒度加入熔(rong)(rong)(rong)爐電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化鎂的(de)質量(liang)比用菱鎂礦石好(hao)，成(cheng)(cheng)本又比用球料作原(yuan)料時(shi)便(bian)宜，因而得(de)到了一定(ding)的(de)推廣(guang)。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂。為(wei)了某(mou)些(xie)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)特殊(shu)要求，有時必須在電(dian)熔(rong)(rong)過程中采用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂作為(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原料(liao)，如采用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)砂作為(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原料(liao)，一般首先利用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)處(chu)理(li)海水(shui)和(he)石灰乳(ru)作用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)生產氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)其他方(fang)法(fa)也可以制得(de)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工(gong)業氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)制取(qu)方(fang)法(fa))，采用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作為(wei)原料(liao)生產電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等(deng)研究認(ren)為(wei)，極(ji)(ji)少(shao)量(liang)的(de)(de)(de)雜(za)質氣(qi)體(ti)(相(xiang)(xiang))也屬(shu)于(yu)(yu)晶(jing)體(ti)的(de)(de)(de)雜(za)質，可明顯影響晶(jing)粒的(de)(de)(de)長大(da)。因(yin)為(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)在于(yu)(yu)增加(jia)晶(jing)界(jie)(jie)(jie)運動所(suo)需的(de)(de)(de)能量(liang)。當晶(jing)界(jie)(jie)(jie)與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)體(ti)能量(liang)降低，其降低量(liang)與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)橫(heng)截面積(ji)成正比，所(suo)以必須提高晶(jing)界(jie)(jie)(jie)能，晶(jing)界(jie)(jie)(jie)才能離開第(di)二相(xiang)(xiang)繼(ji)續運動。并(bing)且當晶(jing)界(jie)(jie)(jie)與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)橫(heng)截面積(ji)相(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)(de)晶(jing)界(jie)(jie)(jie)必須變形，第(di)二相(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)粒長大(da)的(de)(de)(de)極(ji)(ji)限尺寸愈小。

另(ling)一方面為了降(jiang)低(di)電熔凝(ning)氧化鎂的顯(xian)(xian)氣孔率，也應盡量減少原料氧化鎂的氣體排出，因此，采用燒(shao)結(jie)鎂砂電熔有其(qi)顯(xian)(xian)著優點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶(jing)的化(hua)學原料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同(tong)原子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)力學本性(xing)如(ru)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺(chi)寸(cun)，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)位數值，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)外層結構等相關(guan)聯(lian)。而氧化鎂的(de)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)、質(zhi)量(liang)和(he)(he)電(dian)荷、陽離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)(he)陰離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)之間(jian)的(de)結合(he)(he)特性(xing)和(he)(he)強度、離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)極化作用、結晶構造等決定它是一高熔點化合(he)(he)物(wu)。

氧化鎂的熔點和結構(gou)(gou)參數(shu)：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構(gou)(gou)類(lei)型NaCl;配位數(shu)6;有效(xiao)配位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)最重要過(guo)程(cheng)是由(you)各(ge)種鎂(mei)質原料，通(tong)過(guo)各(ge)種形式的(de)(de)加(jia)熱(re)方法(fa)產生高(gao)溫使(shi)鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)體(ti)(ti)。要使(shi)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)融，必須消耗大(da)量的(de)(de)熱(re)能，以克(ke)服離(li)子間的(de)(de)引力。通(tong)過(guo)強大(da)電弧產生高(gao)溫而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)方法(fa)叫做(zuo)電弧熔(rong)融法(fa)。這個融化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)一(yi)般(ban)包括(kuo)熱(re)的(de)(de)傳導、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)(jing)、晶(jing)(jing)體(ti)(ti)長大(da)等一(yi)系列(lie)物(wu)理化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)過(guo)程。用水(shui)鎂石作原料有一(yi)脫水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂石的(de)主要成分是(shi)氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)程。用菱(ling)(ling)(ling)鎂礦(kuang)(kuang)作為原料時有(you)一個(ge)脫碳過(guo)程，脫碳過(guo)程包括兩個(ge)方(fang)面(mian)。一方(fang)面(mian)是菱(ling)(ling)(ling)鎂礦(kuang)(kuang)石(shi)的熱分(fen)解，菱(ling)(ling)(ling)鎂礦(kuang)(kuang)石(shi)的主要成分(fen)是碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一(yi)方面(mian)，由(you)于(yu)在電(dian)(dian)熔過(guo)程中往往在原料氧化鎂中加入石墨(mo)粉末(mo)添加物(助(zhu)劑)，在電(dian)(dian)熔爐起動過(guo)程中需(xu)在三(san)電(dian)(dian)極(石墨(mo)電(dian)(dian)極)的下端用石墨(mo)粉末(mo)鋪成三(san)角形或星形導線路，在通電(dian)(dian)過(guo)程中受熱燒(shao)損或完(wan)全燃(ran)燒(shao)除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)即氧化(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離(li)(li)子(zi)和氧離(li)(li)子(zi)在強電弧(hu)產(chan)生的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)能(neng)作(zuo)(zuo)用(yong)下(xia)，克(ke)服單(dan)晶(jing)體(ti)(ti)中(zhong)的(de)(de)晶(jing)格能(neng)的(de)(de)束(shu)縛(fu)，變(bian)成(cheng)(cheng)能(neng)自由運動的(de)(de)過(guo)程(cheng)。也就是(shi)說(shuo)，氧化(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)(re)(re)到(dao)一定溫度(熔(rong)(rong)點)就會由固體(ti)(ti)變(bian)成(cheng)(cheng)液(ye)體(ti)(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)。在這(zhe)(zhe)一過(guo)程(cheng)中(zhong)需消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)大(da)量的(de)(de)電能(neng)。據電熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)生產(chan)者對用(yong)水鎂(mei)石作(zuo)(zuo)原(yuan)料生產(chan)電熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)的(de)(de)比例(li)如下(xia)：氧化(hua)鎂(mei)晶(jing)體(ti)(ti)生成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣(zha)皮(pi)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂生成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)(re)(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻(que)水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻(que)爐(lu)殼的(de)(de)水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表面散(san)熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電能(neng)損失值(zhi)3.2%，從這(zhe)(zhe)些統計數據可以看出，在電熔(rong)(rong)