電(dian)弧熔爐生產(chan)電(dian)熔氧化鎂的工藝流程主(zhu)要包(bao)括：原料配料、電(dian)弧熔融、破碎(sui)、選別、粉碎(sui)、篩別、磁選、分類(lei)包(bao)裝等。

(1)原料

我(wo)國有(you)豐富(fu)的(de)優質菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)，氧化鎂(mei)(mei)含量(liang)高，又易于(yu)開采(cai)，因(yin)此，被廣(guang)泛用作(zuo)電熔氧化鎂(mei)(mei)的(de)原(yuan)料。采(cai)用菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)石(shi)作(zuo)原(yuan)料，碳酸鎂(mei)(mei)分解產(chan)生(sheng)CO2氣體，由于(yu)有(you)大量(liang)氣體從(cong)爐內(nei)排出影響著電熔過程(cheng)的(de)進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂的(de)結晶帶的(de)形成(cheng)均有(you)不利影響，由(you)(you)于(yu)大(da)量塵料(liao)(liao)飛損(sun)(sun)，使物料(liao)(liao)損(sun)(sun)耗和(he)能量消(xiao)耗增高，也惡(e)化(hua)了車間生產環境。但(dan)由(you)(you)于(yu)優質(zhi)菱鎂礦石容易獲得(de)，價格很低廉，所以，仍是(shi)我國電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂用得(de)最多最廣泛的(de)原料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)中(zhong)氧化鎂(mei)的(de)含量(liang)(liang)高低和(he)化學成分直(zhi)接(jie)(jie)影(ying)響到(dao)(dao)電(dian)熔凝氧化鎂(mei)的(de)質量(liang)(liang)，同時在電(dian)熔過(guo)程中(zhong)也直(zhi)接(jie)(jie)影(ying)響到(dao)(dao)電(dian)熔凝氧化鎂(mei)得(de)到(dao)(dao)的(de)品(pin)級(ji)比(bi)例(li)，因(yin)此，為了保證(zheng)電(dian)熔凝氧化鎂(mei)的(de)質量(liang)(liang)和(he)品(pin)級(ji)比(bi)例(li)，必須對各(ge)種礦(kuang)石(shi)進(jin)(jin)行適當(dang)的(de)配比(bi)后進(jin)(jin)行熔煉。

②水鎂(mei)石(shi)。我(wo)國的遼寧(ning)省水鎂(mei)石(shi)的礦(kuang)源非常豐(feng)富，水鎂(mei)石(shi)中(zhong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)含(han)量高于菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)。它也是一種(zhong)制造(zao)電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的原(yuan)料，部分地(di)區(qu)水鎂(mei)石(shi)的化(hua)學(xue)成分見表2。

表2水(shui)鎂石的(de)化學(xue)成分(fen)/%

③輕(qing)燒氧(yang)化鎂。以(yi)輕(qing)燒氧(yang)化鎂作為(wei)電(dian)(dian)熔氧(yang)化鎂原料，可(ke)以(yi)使生產環境得到改善，可(ke)以(yi)降低運輸費(fei)用。由于電(dian)(dian)熔時排(pai)出氣體少，成分也較(jiao)均勻(yun)，對提(ti)高電(dian)(dian)熔氧(yang)化鎂質量有利。

我國有(you)一些(xie)電熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)以輕(qing)(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)制成(cheng)(cheng)球(qiu)料入(ru)爐(lu)(lu)電熔。輕(qing)(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)含(han)量(liang)(liang)達到98%，以此(ci)料能生(sheng)產出白色大結(jie)晶(jing)電熔氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。但由于成(cheng)(cheng)球(qiu)費用高，影響生(sheng)產成(cheng)(cheng)本。目前，有(you)的(de)廠家(jia)采(cai)用反射爐(lu)(lu)輕(qing)(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，以一定(ding)(ding)的(de)粒度加入(ru)熔爐(lu)(lu)電熔，電熔氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)質(zhi)量(liang)(liang)比(bi)用菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦石(shi)好，成(cheng)(cheng)本又比(bi)用球(qiu)料作(zuo)原料時便(bian)宜，因而得到了(le)一定(ding)(ding)的(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)(sha)。為(wei)了某些電熔(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特殊要求，有時必須(xu)在電熔(rong)(rong)(rong)過程(cheng)中(zhong)采用(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為(wei)電熔(rong)(rong)(rong)原(yuan)料(liao)，如采用(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為(wei)電熔(rong)(rong)(rong)原(yuan)料(liao)，一般首(shou)先利用(yong)處理海水(shui)和石(shi)灰(hui)乳作(zuo)用(yong)生產氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)成輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)其(qi)他方法也可以制(zhi)得輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制(zhi)取(qu)方法)，采用(yong)輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原(yuan)料(liao)生產電熔(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)(deng)研究認為(wei)，極(ji)少量的(de)(de)雜(za)質氣體(ti)(相(xiang))也屬(shu)于晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)雜(za)質，可明(ming)顯影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)長(chang)大(da)。因為(wei)雜(za)質相(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)在于增加晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界運(yun)動所需的(de)(de)能量。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界與第二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)能量降低(di)，其(qi)降低(di)量與第二(er)(er)相(xiang)橫(heng)截(jie)面(mian)積(ji)成正比，所以必須(xu)提高晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界能，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界才(cai)能離開第二(er)(er)相(xiang)繼續運(yun)動。并且當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界與第二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇時，與第二(er)(er)相(xiang)橫(heng)截(jie)面(mian)積(ji)相(xiang)等(deng)(deng)的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界必須(xu)變形，第二(er)(er)相(xiang)數量愈多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒長(chang)大(da)的(de)(de)極(ji)限尺寸愈小。

另一方面為(wei)了降低電熔(rong)凝氧化(hua)鎂的(de)(de)顯(xian)氣孔率，也應(ying)盡(jin)量減(jian)少原料(liao)氧化(hua)鎂的(de)(de)氣體排(pai)出，因此，采用燒(shao)結鎂砂電熔(rong)有(you)其顯(xian)著優點。

⑤電熔(rong)氧化鎂單(dan)晶的化學原料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性(xing)是同原(yuan)子(zi)和分子(zi)的(de)量(liang)(liang)子(zi)力學本性(xing)如(ru)離(li)子(zi)半徑的(de)尺(chi)寸，離(li)子(zi)的(de)電(dian)位數值，離(li)子(zi)的(de)電(dian)子(zi)外層(ceng)結(jie)構等相關聯。而氧化鎂的(de)離(li)子(zi)尺(chi)寸、質量(liang)(liang)和電(dian)荷(he)、陽離(li)子(zi)和陰(yin)離(li)子(zi)之間的(de)結(jie)合特性(xing)和強度、離(li)子(zi)的(de)極(ji)化作用、結(jie)晶構造等決定它是一高熔(rong)點(dian)化合物(wu)。

氧化鎂的熔點和結構參數(shu)(shu)：陽離(li)子半(ban)(ban)徑(jing)0.074mm;陰離(li)子半(ban)(ban)徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)位數(shu)(shu)6;有效配(pei)位數(shu)(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)(de)最重要過(guo)程(cheng)是由各種(zhong)鎂(mei)(mei)質原料，通過(guo)各種(zhong)形式的(de)(de)加熱(re)方法產生高溫使(shi)(shi)鎂(mei)(mei)質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)體。要使(shi)(shi)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)融，必須消耗大(da)(da)量的(de)(de)熱(re)能，以克(ke)服(fu)離子間的(de)(de)引力。通過(guo)強大(da)(da)電(dian)弧(hu)產生高溫而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)方法叫(jiao)做電(dian)弧(hu)熔(rong)融法。這(zhe)個(ge)融化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)一(yi)般(ban)包括熱(re)的(de)(de)傳導(dao)、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大(da)(da)等一(yi)系列物理化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)程(cheng)。

①脫水過(guo)程(cheng)。用水鎂石(shi)作(zuo)原料有(you)一脫水過(guo)程(cheng)。水鎂石(shi)的主要成(cheng)分是氫氧化(hua)鎂Mg(OH)2。其脫水過(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)。用菱鎂(mei)礦(kuang)作為原料(liao)時有一個脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)，脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)包括兩個方(fang)面(mian)。一方(fang)面(mian)是菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)的熱分解，菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)的主要成(cheng)分是碳(tan)(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面，由(you)于在(zai)(zai)(zai)電(dian)(dian)熔過(guo)程中往(wang)往(wang)在(zai)(zai)(zai)原(yuan)料氧化(hua)鎂中加入(ru)石墨(mo)(mo)粉末添加物(助劑(ji))，在(zai)(zai)(zai)電(dian)(dian)熔爐起(qi)動過(guo)程中需(xu)在(zai)(zai)(zai)三電(dian)(dian)極(ji)(石墨(mo)(mo)電(dian)(dian)極(ji))的下端用石墨(mo)(mo)粉末鋪成三角形或星形導線路，在(zai)(zai)(zai)通(tong)電(dian)(dian)過(guo)程中受熱燒損或完全燃(ran)燒除去石墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過程。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過程即氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)(mei)離子和(he)氧(yang)離子在強電弧產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的熱(re)能(neng)作(zuo)用(yong)下，克(ke)服單晶體中的晶格能(neng)的束縛，變成(cheng)能(neng)自由(you)運動的過程。也就(jiu)是說，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)加熱(re)到一(yi)定溫度(熔(rong)(rong)點)就(jiu)會由(you)固體變成(cheng)液體，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)。在這一(yi)過程中需消(xiao)耗(hao)大量的電能(neng)。據電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)者對(dui)用(yong)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石作(zuo)原料生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的熱(re)平(ping)衡(heng)的衡(heng)算(suan)，熱(re)消(xiao)耗(hao)的比(bi)例如下：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)晶體生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散(san)(san)砂生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼(ke)的水(shui)耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子表面散(san)(san)熱(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣(qi)帶走(zou)熱(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電能(neng)損(sun)失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據可以看(kan)出，在電熔(rong)(rong)