電弧熔爐生產電熔氧化鎂的(de)工藝流程主要包括：原料配料、電弧熔融、破碎(sui)、選別(bie)、粉碎(sui)、篩(shai)別(bie)、磁選、分類包裝等。

(1)原料

我(wo)國(guo)有豐(feng)富的優(you)質菱鎂礦石，氧化(hua)鎂含量高，又(you)易于開采，因此，被廣泛用作電熔(rong)氧化(hua)鎂的原料。采用菱鎂石作原料，碳酸(suan)鎂分解產(chan)生CO2氣體，由于有大量氣體從(cong)爐內(nei)排出影響著(zhu)電熔(rong)過程的進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電(dian)(dian)熔氧化鎂的(de)結晶帶的(de)形成均有不利影(ying)響，由于大量(liang)塵料飛損，使物料損耗和能量(liang)消耗增高，也惡化了車間生產環境(jing)。但(dan)由于優質菱(ling)鎂礦石(shi)容易(yi)獲得，價格很低廉，所以(yi)，仍(reng)是我國電(dian)(dian)熔氧化鎂用得最(zui)多最(zui)廣泛的(de)原(yuan)料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)含量高低(di)和化(hua)學成分直接影響到電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)(zhi)量，同時(shi)在電(dian)(dian)熔(rong)過(guo)程中(zhong)也直接影響到電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)得到的(de)品級(ji)比(bi)例(li)，因此(ci)，為了保證電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)(zhi)量和品級(ji)比(bi)例(li)，必須對各(ge)種(zhong)礦(kuang)石(shi)進(jin)行適當的(de)配比(bi)后進(jin)行熔(rong)煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)石(shi)。我(wo)國的遼寧省水(shui)鎂(mei)石(shi)的礦源非(fei)常豐富，水(shui)鎂(mei)石(shi)中氧化鎂(mei)含量高(gao)于菱鎂(mei)礦石(shi)。它也是一種制造電熔凝氧化鎂(mei)的原料，部分(fen)(fen)地區水(shui)鎂(mei)石(shi)的化學成分(fen)(fen)見表2。

表2水(shui)鎂石(shi)的(de)化(hua)學成(cheng)分/%

③輕(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂。以輕(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂作(zuo)為(wei)電(dian)熔氧化(hua)(hua)鎂原料，可以使生(sheng)產(chan)環境得(de)到改善(shan)，可以降低運輸費用。由于電(dian)熔時(shi)排(pai)出氣體少，成分也較均勻，對(dui)提高(gao)電(dian)熔氧化(hua)(hua)鎂質量有利。

我國有一些電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)以(yi)輕燒氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)制(zhi)成(cheng)(cheng)球(qiu)料入爐電熔(rong)(rong)。輕燒氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)含量達到98%，以(yi)此料能(neng)生(sheng)產出白色大結晶電熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)。但由(you)于(yu)成(cheng)(cheng)球(qiu)費(fei)用(yong)高，影響生(sheng)產成(cheng)(cheng)本。目前，有的(de)廠家采用(yong)反射爐輕燒氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)，以(yi)一定的(de)粒度加入熔(rong)(rong)爐電熔(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)質量比用(yong)菱鎂(mei)礦石好(hao)，成(cheng)(cheng)本又(you)比用(yong)球(qiu)料作原料時便宜(yi)，因而得(de)到了一定的(de)推廣(guang)。

④燒(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)(sha)。為了某些(xie)電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)特殊要求(qiu)，有時必須在電熔(rong)過程中采用(yong)燒(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)(zuo)為電熔(rong)原(yuan)料，如采用(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)(zuo)為電熔(rong)原(yuan)料，一般(ban)首先(xian)利用(yong)處理(li)海水和石灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)生產(chan)氫氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)(shao)(shao)成(cheng)輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)其他方(fang)法(fa)(fa)也可(ke)以制(zhi)(zhi)得輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)制(zhi)(zhi)取方(fang)法(fa)(fa))，采用(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為原(yuan)料生產(chan)電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲(si)脫(tuo)(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)研究(jiu)認為，極(ji)少量(liang)的(de)雜(za)質(zhi)氣(qi)體(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)體的(de)雜(za)質(zhi)，可(ke)明顯影響晶(jing)粒(li)的(de)長大(da)。因為雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)在于增(zeng)加晶(jing)界運動所(suo)需的(de)能(neng)量(liang)。當(dang)晶(jing)界與第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)體能(neng)量(liang)降低(di)，其降低(di)量(liang)與第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積成(cheng)正比，所(suo)以必須提高晶(jing)界能(neng)，晶(jing)界才能(neng)離開第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼(ji)續(xu)運動。并(bing)且當(dang)晶(jing)界與第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)界必須變形，第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)愈(yu)多，晶(jing)粒(li)長大(da)的(de)極(ji)限尺寸愈(yu)小。

另一(yi)方面為(wei)了降(jiang)低(di)電熔凝氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)顯氣孔率，也應(ying)盡量減少原料氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)氣體排(pai)出(chu)，因此，采(cai)用(yong)燒(shao)結鎂砂電熔有其顯著(zhu)優(you)點。

⑤電熔氧化鎂單晶(jing)的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是(shi)同原子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)力學(xue)本(ben)性(xing)如(ru)離(li)(li)子(zi)(zi)半徑的(de)尺(chi)寸，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電位(wei)數值，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)外層結構等(deng)相(xiang)關(guan)聯。而氧化鎂的(de)離(li)(li)子(zi)(zi)尺(chi)寸、質量和(he)電荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)結合特性(xing)和(he)強度、離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)極化作用、結晶構造等(deng)決(jue)定它是(shi)一(yi)高(gao)熔點化合物。

氧化鎂的熔(rong)點和(he)結構參數：陽離子(zi)半(ban)(ban)徑(jing)0.074mm;陰離子(zi)半(ban)(ban)徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)位數6;有效配(pei)位數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制造(zao)的(de)(de)最重要(yao)過(guo)程是由各(ge)種(zhong)鎂(mei)質(zhi)原料，通(tong)過(guo)各(ge)種(zhong)形(xing)式的(de)(de)加熱(re)方法(fa)產(chan)生高溫使鎂(mei)質(zhi)材(cai)料(MgO)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)，變成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)(rong)體。要(yao)使氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)，必須消(xiao)耗(hao)大(da)量的(de)(de)熱(re)能，以(yi)克服離子間的(de)(de)引(yin)力。通(tong)過(guo)強大(da)電弧(hu)產(chan)生高溫而熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)方法(fa)叫(jiao)做(zuo)電弧(hu)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)法(fa)。這個融(rong)化(hua)(hua)過(guo)程一(yi)般包括熱(re)的(de)(de)傳導、脫水(shui)、脫碳(tan)、熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)、析(xi)晶、晶體長大(da)等一(yi)系列物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)(shui)過(guo)程(cheng)。用水(shui)(shui)鎂石作原料(liao)有一(yi)脫(tuo)水(shui)(shui)過(guo)程(cheng)。水(shui)(shui)鎂石的主要(yao)成分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)(shui)過(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)程。用菱(ling)鎂(mei)礦作為原料時有一個(ge)脫碳過(guo)程，脫碳過(guo)程包括兩(liang)個(ge)方面(mian)。一方面(mian)是(shi)菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)的熱(re)分解，菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)的主要(yao)成分是(shi)碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由于在電熔過程中(zhong)(zhong)往往在原(yuan)料氧化鎂中(zhong)(zhong)加入石墨粉末(mo)添(tian)加物(助劑)，在電熔爐(lu)起(qi)動過程中(zhong)(zhong)需在三(san)電極(ji)(ji)(石墨電極(ji)(ji))的下(xia)端用石墨粉末(mo)鋪(pu)成三(san)角形或(huo)星形導線路，在通電過程中(zhong)(zhong)受(shou)熱燒(shao)損(sun)或(huo)完全燃燒(shao)除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)即(ji)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離子和氧離子在(zai)強電(dian)(dian)弧產(chan)生的熱(re)(re)(re)能(neng)(neng)(neng)作用下(xia)，克(ke)服單晶體(ti)(ti)中的晶格能(neng)(neng)(neng)的束(shu)縛，變成能(neng)(neng)(neng)自由運動的過程(cheng)。也就是說(shuo)，氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)到一(yi)定溫度(熔(rong)點)就會由固(gu)體(ti)(ti)變成液體(ti)(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)。在(zai)這一(yi)過程(cheng)中需消耗大量的電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)。據電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生產(chan)者對用水(shui)鎂(mei)(mei)石作原料(liao)生產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的熱(re)(re)(re)平(ping)衡的衡算(suan)，熱(re)(re)(re)消耗的比(bi)例如(ru)下(xia)：氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶體(ti)(ti)生成熱(re)(re)(re)消耗值34.9%，渣皮消耗熱(re)(re)(re)值15.3%，散(san)砂生成熱(re)(re)(re)耗值3.0%，冷卻水(shui)耗熱(re)(re)(re)值8.4%，冷卻爐殼的水(shui)耗熱(re)(re)(re)值7.9%，爐子表面散(san)熱(re)(re)(re)值6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)值28.8%。電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)損失(shi)值3.2%，從這些(xie)統計數據可(ke)以(yi)看出(chu)，在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)