電(dian)弧熔爐生(sheng)產電(dian)熔氧化鎂的工藝流(liu)程主要包括：原料配料、電(dian)弧熔融、破碎、選別、粉碎、篩(shai)別、磁選、分(fen)類(lei)包裝等。

(1)原料

我(wo)國有(you)豐(feng)富的(de)優質(zhi)菱(ling)鎂礦石(shi)，氧化(hua)鎂含(han)量(liang)高，又(you)易(yi)于開采，因此，被廣泛用(yong)(yong)作(zuo)電(dian)熔氧化(hua)鎂的(de)原(yuan)料。采用(yong)(yong)菱(ling)鎂石(shi)作(zuo)原(yuan)料，碳酸鎂分(fen)解產(chan)生CO2氣體，由于有(you)大量(liang)氣體從(cong)爐(lu)內(nei)排出影響著電(dian)熔過程(cheng)的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂(mei)(mei)的結晶帶的形成均有不利影響，由于(yu)大量塵料飛損，使(shi)物料損耗和能(neng)量消耗增高，也惡化了車間生產環(huan)境。但由于(yu)優質菱鎂(mei)(mei)礦石容(rong)易獲(huo)得，價格很低廉，所以，仍是(shi)我(wo)國(guo)電熔氧化鎂(mei)(mei)用得最多最廣泛(fan)的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石中氧(yang)化(hua)鎂(mei)的含量(liang)高(gao)低和化(hua)學(xue)成分直接影響(xiang)到電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的質量(liang)，同時在電熔(rong)過(guo)程中也直接影響(xiang)到電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)得到的品級比(bi)例，因此，為(wei)了保證(zheng)電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的質量(liang)和品級比(bi)例，必須對各種礦石進(jin)行適當(dang)的配比(bi)后進(jin)行熔(rong)煉。

②水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石。我國的(de)遼寧(ning)省水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石的(de)礦(kuang)源非常豐富，水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石中(zhong)氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)含量高(gao)于菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石。它也(ye)是(shi)一種制造(zao)電熔凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)原料，部分地區水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石的(de)化學成分見(jian)表2。

表2水鎂(mei)石的化學成分(fen)/%

③輕燒(shao)氧化(hua)鎂。以輕燒(shao)氧化(hua)鎂作為(wei)電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂原料(liao)，可以使生產環(huan)境得到改(gai)善，可以降低運輸費(fei)用(yong)。由于電(dian)熔(rong)時排出(chu)氣體少，成分也較均勻(yun)，對提高電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂質量有利。

我國(guo)有一些(xie)電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)球(qiu)料入爐(lu)電(dian)熔。輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量達到98%，以(yi)此料能生產(chan)出(chu)白色大結晶電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。但由于(yu)成(cheng)球(qiu)費用(yong)高，影(ying)響生產(chan)成(cheng)本。目(mu)前(qian)，有的(de)廠家(jia)采(cai)用(yong)反(fan)射爐(lu)輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)一定的(de)粒(li)度加(jia)入熔爐(lu)電(dian)熔，電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)量比(bi)用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本又比(bi)用(yong)球(qiu)料作原(yuan)料時便(bian)宜，因而(er)得到了(le)一定的(de)推廣(guang)。

④燒(shao)結鎂砂。為(wei)(wei)了(le)某些(xie)電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)特(te)殊要(yao)求，有(you)時(shi)(shi)必須在電熔(rong)(rong)過程(cheng)中采(cai)用(yong)燒(shao)結鎂砂作為(wei)(wei)電熔(rong)(rong)原料，如采(cai)用(yong)海水鎂砂作為(wei)(wei)電熔(rong)(rong)原料，一般首先(xian)利(li)用(yong)處理海水和石(shi)灰乳作用(yong)生產氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鎂，將氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鎂煅(duan)燒(shao)成(cheng)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂。用(yong)其他方法也(ye)(ye)可以(yi)制(zhi)得輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(詳見(jian)工業氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)制(zhi)取方法)，采(cai)用(yong)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂作為(wei)(wei)原料生產電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂。奧絲(si)脫(tuo)(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)(wei)，極少量(liang)(liang)的(de)雜(za)質氣體(相(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)(ye)屬(shu)于晶(jing)(jing)體的(de)雜(za)質，可明顯(xian)影(ying)響晶(jing)(jing)粒的(de)長大(da)。因(yin)為(wei)(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作用(yong)在于增(zeng)加晶(jing)(jing)界(jie)(jie)運動所需(xu)的(de)能(neng)(neng)量(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)(shi)，晶(jing)(jing)體能(neng)(neng)量(liang)(liang)降低，其降低量(liang)(liang)與(yu)(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積成(cheng)正比，所以(yi)必須提高(gao)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)能(neng)(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)才能(neng)(neng)離開第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動。并且(qie)當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)(shi)，與(yu)(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)必須變形，第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈(yu)(yu)多，晶(jing)(jing)粒長大(da)的(de)極限尺寸愈(yu)(yu)小。

另(ling)一(yi)方面(mian)為了(le)降(jiang)低電(dian)熔凝氧化鎂(mei)的顯氣(qi)孔率，也應盡量減少原料氧化鎂(mei)的氣(qi)體排出，因此(ci)，采用(yong)燒結鎂(mei)砂(sha)電(dian)熔有其(qi)顯著(zhu)優點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶的化(hua)學原(yuan)料質(zhi)量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這(zhe)些(xie)特性是同原子(zi)和分子(zi)的(de)(de)量子(zi)力學本性如(ru)離子(zi)半徑的(de)(de)尺寸(cun)，離子(zi)的(de)(de)電(dian)位數(shu)值，離子(zi)的(de)(de)電(dian)子(zi)外層結(jie)構(gou)等相關聯(lian)。而氧化鎂的(de)(de)離子(zi)尺寸(cun)、質量和電(dian)荷、陽離子(zi)和陰離子(zi)之間的(de)(de)結(jie)合(he)特性和強度、離子(zi)的(de)(de)極化作用、結(jie)晶構(gou)造等決定(ding)它是一高(gao)熔點化合(he)物。

氧化鎂的熔點(dian)和結構參數：陽離子半(ban)徑0.074mm;陰離子半(ban)徑0.53mm;結構類型(xing)NaCl;配(pei)位(wei)數6;有效配(pei)位(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制(zhi)造的(de)(de)(de)最(zui)重要過(guo)(guo)程(cheng)是由各(ge)種(zhong)鎂(mei)(mei)質(zhi)原(yuan)料(liao)，通(tong)過(guo)(guo)各(ge)種(zhong)形(xing)式的(de)(de)(de)加熱方(fang)法(fa)產生高溫使(shi)(shi)鎂(mei)(mei)質(zhi)材(cai)料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)體。要使(shi)(shi)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)融，必(bi)須消耗大量的(de)(de)(de)熱能(neng)，以克服離子間的(de)(de)(de)引力。通(tong)過(guo)(guo)強大電弧產生高溫而熔(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)叫做電弧熔(rong)融法(fa)。這個融化(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)一般(ban)包括熱的(de)(de)(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳(tan)、熔(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體長大等一系列(lie)物理化(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)的(de)(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)過程。用(yong)水(shui)鎂石作(zuo)原料有一脫水(shui)過程。水(shui)鎂石的(de)主要(yao)成分(fen)是氫氧化鎂Mg(OH)2。其(qi)脫水(shui)過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過程。用菱鎂礦(kuang)(kuang)(kuang)作(zuo)為原料時有(you)一個(ge)脫(tuo)碳過程，脫(tuo)碳過程包括(kuo)兩個(ge)方(fang)面。一方(fang)面是(shi)菱鎂礦(kuang)(kuang)(kuang)石的熱分(fen)解(jie)，菱鎂礦(kuang)(kuang)(kuang)石的主要成分(fen)是(shi)碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面(mian)，由于(yu)在(zai)(zai)電(dian)熔過程(cheng)中往(wang)往(wang)在(zai)(zai)原料(liao)氧化鎂(mei)中加入石(shi)墨(mo)粉末添加物(助劑)，在(zai)(zai)電(dian)熔爐起動過程(cheng)中需在(zai)(zai)三(san)電(dian)極(ji)(石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji))的下端用石(shi)墨(mo)粉末鋪成(cheng)三(san)角形或(huo)星形導線(xian)路，在(zai)(zai)通(tong)電(dian)過程(cheng)中受(shou)熱燒損或(huo)完全燃燒除去(qu)石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程即(ji)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂中(zhong)鎂離(li)子和氧(yang)離(li)子在強電弧產生(sheng)(sheng)的熱(re)(re)能(neng)(neng)作用下，克(ke)服(fu)單(dan)晶體中(zhong)的晶格能(neng)(neng)的束縛，變成(cheng)能(neng)(neng)自由運動(dong)的過(guo)(guo)程。也就是說(shuo)，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂加熱(re)(re)到(dao)一定溫度(熔(rong)(rong)點)就會由固體變成(cheng)液體，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)。在這一過(guo)(guo)程中(zhong)需消耗大量(liang)的電能(neng)(neng)。據電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂生(sheng)(sheng)產者對用水(shui)鎂石作原料生(sheng)(sheng)產電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的熱(re)(re)平(ping)衡的衡算，熱(re)(re)消耗的比例如(ru)下：氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂晶體生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)消耗值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮消耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)耗值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的水(shui)耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電能(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統(tong)計(ji)數(shu)據可以看(kan)出，在電熔(rong)(rong)