電弧熔(rong)爐生產電熔(rong)氧化(hua)鎂的工藝流(liu)程主要包(bao)(bao)括：原料(liao)配料(liao)、電弧熔(rong)融、破碎、選別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選、分類包(bao)(bao)裝等(deng)。

(1)原料

我國有豐富的優質菱(ling)鎂礦石，氧化(hua)鎂含量高，又易于開采，因此，被廣泛(fan)用作電熔(rong)氧化(hua)鎂的原(yuan)料(liao)。采用菱(ling)鎂石作原(yuan)料(liao)，碳(tan)酸鎂分(fen)解產生CO2氣(qi)體，由于有大量氣(qi)體從爐內排出(chu)影響著電熔(rong)過程(cheng)的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂的結晶(jing)帶的形成均有不利影響，由(you)于大量塵料(liao)(liao)飛損，使物料(liao)(liao)損耗和能量消耗增高(gao)，也惡化了車間生產(chan)環境。但由(you)于優質菱(ling)鎂礦石容易(yi)獲得(de)，價格很低廉，所(suo)以(yi)，仍是我國電熔氧化鎂用(yong)得(de)最多最廣泛(fan)的原料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)中氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)含量(liang)(liang)高(gao)低和化(hua)(hua)學成(cheng)分(fen)直(zhi)接影響(xiang)到(dao)電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)(liang)，同時在電熔過程中也直(zhi)接影響(xiang)到(dao)電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)得到(dao)的(de)品級(ji)比(bi)(bi)例，因此(ci)，為了保證電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)(liang)和品級(ji)比(bi)(bi)例，必須對(dui)各(ge)種(zhong)礦(kuang)石(shi)進行適(shi)當的(de)配比(bi)(bi)后(hou)進行熔煉。

②水(shui)鎂石(shi)。我國的(de)遼寧省水(shui)鎂石(shi)的(de)礦源非常(chang)豐富，水(shui)鎂石(shi)中氧化(hua)鎂含量高于菱鎂礦石(shi)。它也是(shi)一種制造電熔凝(ning)氧化(hua)鎂的(de)原料(liao)，部(bu)分(fen)地(di)區(qu)水(shui)鎂石(shi)的(de)化(hua)學成分(fen)見表2。

表2水鎂(mei)石的(de)化學(xue)成分(fen)/%

③輕(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂。以(yi)輕(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂作為電(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂原料，可以(yi)使(shi)生(sheng)產環(huan)境得到改善(shan)，可以(yi)降(jiang)低運輸費(fei)用(yong)。由于電(dian)熔(rong)(rong)時排出氣體(ti)少，成分也較均勻(yun)，對提高電(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂質量(liang)有利。

我(wo)國有(you)一(yi)些電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以(yi)輕(qing)(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制成球料(liao)入(ru)爐電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)。輕(qing)(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量達到(dao)98%，以(yi)此(ci)料(liao)能生產出白色大結(jie)晶電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但(dan)由于成球費用(yong)高，影響生產成本(ben)。目前，有(you)的(de)廠(chang)家采用(yong)反射爐輕(qing)(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以(yi)一(yi)定的(de)粒度加入(ru)熔(rong)(rong)(rong)爐電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量比(bi)用(yong)菱鎂(mei)礦石好(hao)，成本(ben)又比(bi)用(yong)球料(liao)作原(yuan)料(liao)時便宜，因而(er)得到(dao)了一(yi)定的(de)推(tui)廣。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為了(le)某(mou)些電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的特殊要求，有時必須在電(dian)熔(rong)(rong)過程(cheng)中采(cai)用燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為電(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料(liao)，如采(cai)用海(hai)水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為電(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料(liao)，一(yi)般首(shou)先利用處理(li)海(hai)水和石灰乳作(zuo)(zuo)用生產(chan)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將(jiang)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成(cheng)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用其(qi)他方(fang)法(fa)(fa)也可以制(zhi)得輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的制(zhi)取方(fang)法(fa)(fa))，采(cai)用輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為原(yuan)料(liao)生產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和拉(la)特爾(Ruttere)等(deng)研究認為，極少量(liang)的雜(za)質氣體(ti)(ti)(相(xiang))也屬于晶(jing)(jing)體(ti)(ti)的雜(za)質，可明顯影響晶(jing)(jing)粒(li)的長(chang)大。因為雜(za)質相(xiang)的作(zuo)(zuo)用在于增加(jia)晶(jing)(jing)界(jie)運動(dong)所(suo)需的能(neng)量(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時，晶(jing)(jing)體(ti)(ti)能(neng)量(liang)降低，其(qi)降低量(liang)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)橫(heng)截面積(ji)成(cheng)正(zheng)比，所(suo)以必須提高(gao)晶(jing)(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)才能(neng)離開第(di)二(er)相(xiang)繼(ji)續運動(dong)。并且當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時，與(yu)第(di)二(er)相(xiang)橫(heng)截面積(ji)相(xiang)等(deng)的晶(jing)(jing)界(jie)必須變形，第(di)二(er)相(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒(li)長(chang)大的極限尺寸愈小。

另一方面為了(le)降(jiang)低(di)電熔凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)顯氣(qi)孔率，也應(ying)盡量減(jian)少原(yuan)料氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)氣(qi)體排出，因此，采用燒(shao)結鎂(mei)砂電熔有其顯著優點(dian)。

⑤電熔氧化鎂(mei)單晶的化學原料(liao)質(zhi)量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是同(tong)原子和(he)(he)分子的(de)(de)(de)量子力(li)學本(ben)性如離子半徑(jing)的(de)(de)(de)尺(chi)(chi)寸(cun)，離子的(de)(de)(de)電(dian)位(wei)數值(zhi)，離子的(de)(de)(de)電(dian)子外層(ceng)結(jie)構等相關(guan)聯(lian)。而氧化(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)離子尺(chi)(chi)寸(cun)、質(zhi)量和(he)(he)電(dian)荷、陽離子和(he)(he)陰(yin)離子之間的(de)(de)(de)結(jie)合特(te)性和(he)(he)強度、離子的(de)(de)(de)極化(hua)(hua)作用(yong)、結(jie)晶構造(zao)等決(jue)定它(ta)是一高熔點化(hua)(hua)合物(wu)。

氧(yang)化(hua)鎂(mei)的熔點(dian)和結(jie)構參數：陽離子(zi)半徑(jing)0.074mm;陰(yin)離子(zi)半徑(jing)0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配(pei)位數6;有效配(pei)位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)制造的(de)最(zui)重(zhong)要過(guo)程是由(you)各(ge)種(zhong)(zhong)鎂(mei)(mei)質原料，通過(guo)各(ge)種(zhong)(zhong)形式的(de)加熱方法(fa)產生高(gao)(gao)溫(wen)使鎂(mei)(mei)質材料(MgO)熔(rong)化，變成(cheng)氧(yang)化鎂(mei)(mei)熔(rong)體(ti)(ti)。要使氧(yang)化鎂(mei)(mei)熔(rong)融，必(bi)須消耗大量的(de)熱能，以克服離子間(jian)的(de)引力。通過(guo)強大電弧(hu)產生高(gao)(gao)溫(wen)而熔(rong)化氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)方法(fa)叫做電弧(hu)熔(rong)融法(fa)。這個融化過(guo)程一(yi)般包括熱的(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)化、析晶、晶體(ti)(ti)長大等(deng)一(yi)系列物理(li)化學(xue)變化的(de)過(guo)程。

①脫水(shui)過程(cheng)(cheng)。用水(shui)鎂(mei)(mei)石作原料有一脫水(shui)過程(cheng)(cheng)。水(shui)鎂(mei)(mei)石的主要(yao)成分是氫氧(yang)化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫水(shui)過程(cheng)(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過(guo)程(cheng)。用菱鎂(mei)礦(kuang)作為(wei)原(yuan)料(liao)時有一個脫碳(tan)過(guo)程(cheng)，脫碳(tan)過(guo)程(cheng)包(bao)括兩個方面。一方面是(shi)菱鎂(mei)礦(kuang)石的熱分(fen)解，菱鎂(mei)礦(kuang)石的主要成分(fen)是(shi)碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)過程中(zhong)往往在(zai)(zai)原料(liao)氧化鎂中(zhong)加入石(shi)墨(mo)粉末添(tian)加物(助劑(ji))，在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)爐起(qi)動過程中(zhong)需在(zai)(zai)三電(dian)極(石(shi)墨(mo)電(dian)極)的下端用石(shi)墨(mo)粉末鋪成三角(jiao)形或(huo)星形導線路，在(zai)(zai)通電(dian)過程中(zhong)受熱燒(shao)損或(huo)完全(quan)燃燒(shao)除(chu)去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過(guo)程。熔(rong)化(hua)過(guo)程即氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子(zi)(zi)和氧(yang)(yang)離子(zi)(zi)在(zai)強電(dian)(dian)(dian)弧產生(sheng)(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)能作用(yong)下，克服單晶(jing)體中的(de)(de)晶(jing)格能的(de)(de)束縛(fu)，變(bian)成能自由運動的(de)(de)過(guo)程。也(ye)就是說，氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)(re)(re)到一定溫度(du)(熔(rong)點)就會(hui)由固體變(bian)成液體，叫熔(rong)化(hua)。在(zai)這一過(guo)程中需消(xiao)耗(hao)大量的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)能。據電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)產者對(dui)用(yong)水鎂(mei)石(shi)作原料生(sheng)(sheng)產電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)平(ping)衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)的(de)(de)比例如下：氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)晶(jing)體生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)值34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)值15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)(re)耗(hao)值3.0%，冷(leng)卻水耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)值8.4%，冷(leng)卻爐殼(ke)的(de)(de)水耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)值7.9%，爐子(zi)(zi)表面散熱(re)(re)(re)(re)(re)值6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)(re)(re)(re)(re)值28.8%。電(dian)(dian)(dian)能損失值3.2%，從這些(xie)統計數據可以看出，在(zai)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)