電(dian)弧(hu)熔爐生(sheng)產電(dian)熔氧(yang)化鎂的(de)工藝流程主(zhu)要包括：原料(liao)配料(liao)、電(dian)弧(hu)熔融、破碎、選(xuan)別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選(xuan)、分類(lei)包裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有豐富的(de)優質菱鎂(mei)(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量高，又易于(yu)開采，因此，被廣泛(fan)用作電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原料。采用菱鎂(mei)(mei)石作原料，碳酸鎂(mei)(mei)分解產(chan)生(sheng)CO2氣體(ti)，由于(yu)有大量氣體(ti)從爐內(nei)排出影響著電(dian)熔(rong)過(guo)程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔氧化(hua)(hua)鎂的(de)結晶帶的(de)形(xing)成均有不利影響(xiang)，由于大量(liang)塵料(liao)(liao)(liao)飛損(sun)，使物料(liao)(liao)(liao)損(sun)耗和能量(liang)消耗增高，也惡化(hua)(hua)了車間生產環境。但由于優質菱鎂礦石容易獲(huo)得，價格很(hen)低廉，所(suo)以(yi)，仍(reng)是我國電熔氧化(hua)(hua)鎂用(yong)得最多最廣泛的(de)原料(liao)(liao)(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)石中氧(yang)化(hua)鎂(mei)的含量(liang)高低和化(hua)學成(cheng)分直接影(ying)(ying)響到電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的質量(liang)，同(tong)時(shi)在電(dian)(dian)熔過程(cheng)中也直接影(ying)(ying)響到電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)得到的品(pin)級比(bi)例，因此，為了保證(zheng)電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的質量(liang)和品(pin)級比(bi)例，必須對(dui)各種礦(kuang)石進行適(shi)當的配比(bi)后進行熔煉。

②水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)。我國的遼(liao)寧(ning)省水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的礦源(yuan)非常豐(feng)富，水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)中氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)含(han)量(liang)高于菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)。它也是一種制造電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的原料，部(bu)分(fen)地區(qu)水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的化學成分(fen)見(jian)表2。

表2水鎂石的(de)化學成分/%

③輕燒(shao)氧化鎂(mei)。以輕燒(shao)氧化鎂(mei)作為電熔氧化鎂(mei)原料，可以使生產環(huan)境得到改善，可以降低運(yun)輸(shu)費用(yong)。由于電熔時排出氣體少，成分(fen)也較(jiao)均勻(yun)，對(dui)提高電熔氧化鎂(mei)質量有利(li)。

我(wo)國(guo)有一(yi)些(xie)電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以(yi)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制成球(qiu)料入爐(lu)電熔(rong)。輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量達到98%，以(yi)此料能生產出白(bai)色大結(jie)晶電熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于(yu)成球(qiu)費用高(gao)，影響(xiang)生產成本。目前，有的(de)廠家采用反(fan)射(she)爐(lu)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以(yi)一(yi)定(ding)的(de)粒度(du)加入熔(rong)爐(lu)電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質量比用菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石好，成本又比用球(qiu)料作原料時便宜(yi)，因而(er)得到了(le)一(yi)定(ding)的(de)推廣。

④燒結鎂(mei)(mei)砂。為了某(mou)些(xie)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)特殊要求，有時(shi)必須在電(dian)熔(rong)過程中(zhong)采(cai)用(yong)燒結鎂(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為電(dian)熔(rong)原(yuan)料，如采(cai)用(yong)海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為電(dian)熔(rong)原(yuan)料，一般首先利用(yong)處理海(hai)水(shui)和(he)石(shi)灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)生產(chan)氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒成輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)其他(ta)方法也可以(yi)制(zhi)得輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)制(zhi)取方法)，采(cai)用(yong)輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為原(yuan)料生產(chan)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉(la)特爾(er)(Ruttere)等研究(jiu)認為，極少(shao)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)雜質氣體(ti)(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)雜質，可明顯影響晶(jing)粒(li)的(de)(de)(de)長大。因為雜質相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)在于增(zeng)加(jia)晶(jing)界運動(dong)所(suo)需的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)(liang)。當晶(jing)界與第(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)體(ti)(ti)能(neng)量(liang)(liang)(liang)降低(di)，其降低(di)量(liang)(liang)(liang)與第(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面積(ji)成正比，所(suo)以(yi)必須提高晶(jing)界能(neng)，晶(jing)界才能(neng)離(li)開(kai)第(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動(dong)。并(bing)且當晶(jing)界與第(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，與第(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)界必須變(bian)形，第(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)(liang)愈(yu)多，晶(jing)粒(li)長大的(de)(de)(de)極限尺寸愈(yu)小。

另一方(fang)面(mian)為了降低電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)鎂的顯(xian)氣(qi)孔率，也應盡(jin)量減少原料(liao)氧化(hua)鎂的氣(qi)體排出，因此，采(cai)用燒(shao)結鎂砂電(dian)熔有其顯(xian)著優(you)點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單(dan)晶的(de)化(hua)學原料質量要(yao)求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是(shi)同原(yuan)子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)力學(xue)本性如離(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺(chi)寸(cun)，離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)位(wei)數(shu)值，離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)外(wai)層結(jie)構等相關聯(lian)。而氧(yang)化鎂的(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)、質(zhi)量和(he)(he)電(dian)荷(he)、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)陰離(li)子(zi)(zi)(zi)之間的(de)結(jie)合特(te)性和(he)(he)強度(du)、離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)極化作(zuo)用、結(jie)晶構造等決定它是(shi)一(yi)高熔點化合物。

氧化(hua)鎂的熔點和結(jie)構(gou)參數(shu)(shu)：陽離子半徑(jing)0.074mm;陰離子半徑(jing)0.53mm;結(jie)構(gou)類型NaCl;配位數(shu)(shu)6;有效配位數(shu)(shu)8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的最重要(yao)過(guo)程(cheng)是由(you)各種鎂(mei)(mei)質(zhi)原(yuan)料，通過(guo)各種形式的加熱(re)方(fang)法產(chan)生(sheng)(sheng)高(gao)溫使鎂(mei)(mei)質(zhi)材(cai)料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)體(ti)。要(yao)使氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)融，必(bi)須消(xiao)耗大量的熱(re)能，以克服(fu)離子間(jian)的引力。通過(guo)強大電弧產(chan)生(sheng)(sheng)高(gao)溫而(er)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的方(fang)法叫做電弧熔(rong)融法。這個融化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)一(yi)般包括熱(re)的傳導、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)長大等一(yi)系(xi)列物理化(hua)(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)(hua)的過(guo)程(cheng)。

①脫水過(guo)(guo)程。用水鎂石作(zuo)原料有一脫水過(guo)(guo)程。水鎂石的(de)主要成分是氫(qing)氧化(hua)鎂Mg(OH)2。其脫水過(guo)(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過程。用菱鎂(mei)礦(kuang)作為原料時有一個脫(tuo)碳(tan)過程，脫(tuo)碳(tan)過程包(bao)括兩個方(fang)面。一方(fang)面是菱鎂(mei)礦(kuang)石的熱分解，菱鎂(mei)礦(kuang)石的主要成(cheng)分是碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于在電(dian)熔(rong)過(guo)程中(zhong)往(wang)往(wang)在原料氧化(hua)鎂中(zhong)加入石墨粉(fen)末(mo)添加物(助(zhu)劑)，在電(dian)熔(rong)爐起(qi)動(dong)過(guo)程中(zhong)需在三(san)電(dian)極(ji)(石墨電(dian)極(ji))的下端用(yong)石墨粉(fen)末(mo)鋪成(cheng)三(san)角形或(huo)星形導(dao)線路，在通電(dian)過(guo)程中(zhong)受(shou)熱燒損或(huo)完全燃燒除去(qu)石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化過(guo)程(cheng)(cheng)。熔(rong)化過(guo)程(cheng)(cheng)即氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)離子和(he)氧(yang)離子在(zai)強電弧產(chan)(chan)生的(de)(de)熱(re)能(neng)作(zuo)用(yong)下，克服單晶(jing)體(ti)中(zhong)的(de)(de)晶(jing)格能(neng)的(de)(de)束(shu)縛，變成能(neng)自由(you)運動的(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)。也就是說，氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)加(jia)熱(re)到(dao)一定溫度(熔(rong)點(dian))就會由(you)固體(ti)變成液(ye)體(ti)，叫熔(rong)化。在(zai)這一過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)需消(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)(de)電能(neng)。據(ju)電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)生產(chan)(chan)者對(dui)用(yong)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石作(zuo)原(yuan)料生產(chan)(chan)電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)平(ping)衡的(de)(de)衡算，熱(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)比例如下：氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)晶(jing)體(ti)生成熱(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)值15.3%，散(san)砂生成熱(re)耗(hao)(hao)值3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)值8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)值7.9%，爐子表面(mian)散(san)熱(re)值6.4%，煙氣(qi)帶(dai)走熱(re)值28.8%。電能(neng)損(sun)失值3.2%，從這些統計數(shu)據(ju)可以(yi)看(kan)出，在(zai)電熔(rong)