電(dian)(dian)弧熔(rong)爐生產電(dian)(dian)熔(rong)氧化鎂的工(gong)藝流程主要包括：原料配(pei)料、電(dian)(dian)弧熔(rong)融、破碎、選(xuan)別、粉碎、篩別、磁選(xuan)、分類包裝等。

(1)原料

我(wo)國有豐(feng)富的(de)優質菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石，氧化(hua)鎂(mei)含量(liang)高(gao)，又易于開采(cai)，因(yin)此，被廣泛用作(zuo)電熔氧化(hua)鎂(mei)的(de)原料。采(cai)用菱(ling)鎂(mei)石作(zuo)原料，碳(tan)酸鎂(mei)分解產生CO2氣體，由于有大量(liang)氣體從爐內排出影響著電熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂的結晶帶的形成均有不利影響(xiang)，由于(yu)大量塵料飛損，使物料損耗和能(neng)量消耗增高(gao)，也(ye)惡化(hua)了車間生產環境。但由于(yu)優質(zhi)菱鎂礦石容易獲得(de)，價格很低(di)廉，所以，仍是我國電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂用得(de)最(zui)多最(zui)廣(guang)泛的原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石中(zhong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)含量(liang)高低和化(hua)學成分直接影響(xiang)(xiang)到(dao)電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量(liang)，同時在電熔(rong)(rong)過程(cheng)中(zhong)也(ye)直接影響(xiang)(xiang)到(dao)電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)得到(dao)的(de)品(pin)級比例(li)，因此，為(wei)了(le)保證(zheng)電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量(liang)和品(pin)級比例(li)，必須對各種礦(kuang)石進行適當的(de)配(pei)比后進行熔(rong)(rong)煉。

②水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)。我國的遼寧(ning)省水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)的礦源非常豐富，水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)中氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量高(gao)于菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)(shi)。它也是一種制造電熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的原料，部分地區水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)的化(hua)學成分見(jian)表2。

表2水(shui)鎂石的(de)化(hua)學成分/%

③輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)。以輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)作(zuo)為電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)原料(liao)，可以使(shi)生產環境得到改善，可以降低運輸費(fei)用(yong)。由于電(dian)熔(rong)時排(pai)出氣體(ti)少，成分(fen)也較(jiao)均勻，對提高(gao)電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)質量有利。

我國(guo)有一些電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以(yi)輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制成(cheng)球料(liao)入爐(lu)(lu)電熔(rong)(rong)。輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含(han)量達(da)到(dao)98%，以(yi)此料(liao)能(neng)生(sheng)產出白色大結晶電熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)球費用高，影響生(sheng)產成(cheng)本(ben)。目前，有的(de)(de)廠(chang)家采用反射爐(lu)(lu)輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以(yi)一定(ding)的(de)(de)粒(li)度加入熔(rong)(rong)爐(lu)(lu)電熔(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)質量比(bi)用菱(ling)鎂(mei)礦石好，成(cheng)本(ben)又比(bi)用球料(liao)作原料(liao)時便宜(yi)，因而(er)得到(dao)了一定(ding)的(de)(de)推廣。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)(wei)了某些電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特(te)殊要求，有(you)時(shi)必(bi)須(xu)在電(dian)(dian)熔過程中采用(yong)(yong)(yong)燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)電(dian)(dian)熔原料，如采用(yong)(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)電(dian)(dian)熔原料，一(yi)般首(shou)先(xian)利(li)用(yong)(yong)(yong)處(chu)理海水和石(shi)灰乳作(zuo)用(yong)(yong)(yong)生產氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成(cheng)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)(yong)其他方(fang)法也可(ke)以(yi)制(zhi)得輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業(ye)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制(zhi)取方(fang)法)，采用(yong)(yong)(yong)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)原料生產電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉特(te)爾(er)(Ruttere)等研究認(ren)為(wei)(wei)(wei)，極少量(liang)(liang)的(de)(de)雜質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang))也屬于晶體的(de)(de)雜質(zhi)，可(ke)明(ming)顯影響晶粒的(de)(de)長大(da)。因為(wei)(wei)(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)在于增加(jia)晶界(jie)(jie)(jie)運動所(suo)需(xu)的(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)(liang)。當(dang)晶界(jie)(jie)(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶體能(neng)(neng)量(liang)(liang)降低(di)，其降低(di)量(liang)(liang)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截面積成(cheng)正比，所(suo)以(yi)必(bi)須(xu)提高晶界(jie)(jie)(jie)能(neng)(neng)，晶界(jie)(jie)(jie)才能(neng)(neng)離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼續運動。并且當(dang)晶界(jie)(jie)(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截面積相(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶界(jie)(jie)(jie)必(bi)須(xu)變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈多，晶粒長大(da)的(de)(de)極限(xian)尺寸愈小。

另一(yi)方面為了降低電(dian)(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)顯(xian)(xian)氣孔率，也應盡量減少(shao)原料氧化(hua)鎂(mei)的(de)氣體排出，因此，采用燒結鎂(mei)砂電(dian)(dian)熔有其顯(xian)(xian)著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶(jing)的化學原料質量(liang)要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性(xing)(xing)是同原子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)力學本性(xing)(xing)如離(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)(de)(de)尺寸(cun)，離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電位數值，離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)外層結(jie)構等相關聯。而氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)尺寸(cun)、質量(liang)和(he)(he)電荷、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)陰離(li)子(zi)(zi)(zi)之間(jian)的(de)(de)(de)結(jie)合(he)特性(xing)(xing)和(he)(he)強度、離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)極化(hua)(hua)作用、結(jie)晶構造等決定它是一高熔點(dian)化(hua)(hua)合(he)物。

氧化(hua)鎂的(de)熔點(dian)和(he)結構參數(shu)(shu)：陽(yang)離(li)子(zi)半徑(jing)0.074mm;陰離(li)子(zi)半徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配位數(shu)(shu)6;有(you)效配位數(shu)(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)最重要(yao)過程是(shi)由各種鎂(mei)質(zhi)原料，通(tong)過各種形式的(de)加(jia)熱(re)方法(fa)產生高溫使鎂(mei)質(zhi)材(cai)料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)體(ti)。要(yao)使氧化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)融，必須消耗大量的(de)熱(re)能(neng)，以克服離子間(jian)的(de)引力(li)。通(tong)過強大電(dian)弧產生高溫而熔(rong)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)方法(fa)叫做電(dian)弧熔(rong)融法(fa)。這個(ge)融化(hua)(hua)過程一(yi)般包括熱(re)的(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)長大等一(yi)系列物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)過程。

①脫水(shui)過程。用水(shui)鎂(mei)石作(zuo)原料有(you)一脫水(shui)過程。水(shui)鎂(mei)石的(de)主(zhu)要成分(fen)是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過程。用菱鎂礦作為原料時(shi)有一(yi)(yi)個脫(tuo)碳過程，脫(tuo)碳過程包(bao)括兩(liang)個方面。一(yi)(yi)方面是菱鎂礦石(shi)的熱分解，菱鎂礦石(shi)的主要(yao)成分是碳酸(suan)鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在電(dian)熔(rong)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)中往往在原料氧化(hua)鎂中加(jia)入石墨(mo)粉末(mo)(mo)添加(jia)物(wu)(助(zhu)劑(ji))，在電(dian)熔(rong)爐起動過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)中需在三電(dian)極(石墨(mo)電(dian)極)的(de)下端用石墨(mo)粉末(mo)(mo)鋪(pu)成(cheng)三角形(xing)或(huo)星形(xing)導線路，在通電(dian)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)中受(shou)熱燒損(sun)或(huo)完全燃燒除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)。熔化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)即氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)(mei)離子(zi)和(he)氧(yang)離子(zi)在強電(dian)弧產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)能(neng)(neng)作用下，克服單晶體(ti)中的(de)(de)(de)晶格能(neng)(neng)的(de)(de)(de)束縛，變(bian)成(cheng)能(neng)(neng)自由運動的(de)(de)(de)過程(cheng)。也(ye)就是(shi)說，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)到(dao)一(yi)定溫度(熔點)就會由固體(ti)變(bian)成(cheng)液(ye)體(ti)，叫熔化(hua)(hua)(hua)。在這一(yi)過程(cheng)中需消(xiao)耗大量的(de)(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)。據(ju)電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)生(sheng)(sheng)產者(zhe)對(dui)用水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石作原(yuan)料生(sheng)(sheng)產電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗的(de)(de)(de)比例如下：氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)晶體(ti)生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)消(xiao)耗值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)耗值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻(que)水(shui)耗熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻(que)爐殼(ke)的(de)(de)(de)水(shui)耗熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表(biao)面散熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶(dai)走熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這些統計數據(ju)可以看(kan)出，在電(dian)熔