電弧(hu)熔(rong)爐生產電熔(rong)氧化鎂的工(gong)藝流程主(zhu)要包(bao)括：原料配料、電弧(hu)熔(rong)融(rong)、破碎(sui)、選別、粉碎(sui)、篩別、磁(ci)選、分(fen)類包(bao)裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有豐富(fu)的(de)優(you)質菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)，氧化鎂(mei)含量(liang)(liang)高，又易(yi)于開(kai)采，因(yin)此，被(bei)廣泛用作電熔(rong)氧化鎂(mei)的(de)原(yuan)料(liao)(liao)。采用菱(ling)鎂(mei)石(shi)作原(yuan)料(liao)(liao)，碳酸鎂(mei)分解產生(sheng)CO2氣體，由于有大量(liang)(liang)氣體從爐(lu)內排出影響著電熔(rong)過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)的結(jie)晶(jing)帶的形成(cheng)均有不利影(ying)響，由(you)于大量塵料(liao)飛損(sun)，使(shi)物料(liao)損(sun)耗和能(neng)量消耗增高，也惡(e)化(hua)了車(che)間生(sheng)產環(huan)境。但由(you)于優(you)質菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)容(rong)易獲得，價(jia)格很低(di)廉(lian)，所(suo)以，仍是我國電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)用(yong)得最(zui)多最(zui)廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂礦。菱鎂礦石中氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)含(han)量(liang)高低和(he)化(hua)(hua)學(xue)成分直接影響(xiang)到電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)質量(liang)，同(tong)時在(zai)電熔(rong)過(guo)程中也直接影響(xiang)到電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂得到的(de)品(pin)級比例，因此，為了(le)保證(zheng)電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)質量(liang)和(he)品(pin)級比例，必須對(dui)各種礦石進(jin)行(xing)適當的(de)配比后進(jin)行(xing)熔(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)石。我國的(de)(de)遼(liao)寧(ning)省水鎂(mei)(mei)石的(de)(de)礦(kuang)源非常豐富(fu)，水鎂(mei)(mei)石中氧化鎂(mei)(mei)含(han)量高于菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石。它也是(shi)一種制造電熔凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)(de)原料，部分地(di)區水鎂(mei)(mei)石的(de)(de)化學成(cheng)分見表2。

表2水鎂石的化學成(cheng)分/%

③輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。以(yi)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)作為電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)原(yuan)料(liao)，可以(yi)使生產環境得到改善(shan)，可以(yi)降低(di)運輸(shu)費用。由于電(dian)(dian)熔(rong)時(shi)排出氣體少，成(cheng)分也較均(jun)勻，對提高電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)質量有(you)利。

我國有一(yi)些(xie)電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)以(yi)(yi)輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)制成(cheng)球料入爐電熔(rong)。輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)含量達到98%，以(yi)(yi)此料能生(sheng)產出白色大結(jie)晶電熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)球費用高，影響生(sheng)產成(cheng)本。目前，有的(de)廠家采用反(fan)射爐輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，以(yi)(yi)一(yi)定的(de)粒度加入熔(rong)爐電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質量比用菱鎂(mei)礦(kuang)石好，成(cheng)本又比用球料作原料時便(bian)宜，因而得到了(le)一(yi)定的(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了(le)某些(xie)電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)特(te)殊要(yao)求，有(you)時必(bi)(bi)須(xu)在電(dian)(dian)熔(rong)過程中采(cai)用(yong)(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原料，如采(cai)用(yong)(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原料，一般首先利用(yong)(yong)(yong)處理海水和石灰(hui)乳作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)生產氫氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)，將(jiang)氫氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)(yong)其(qi)他方法也(ye)可(ke)以(yi)制(zhi)得輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(詳(xiang)見工業(ye)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)制(zhi)取(qu)方法)，采(cai)用(yong)(yong)(yong)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)原料生產電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和拉(la)特(te)爾(Ruttere)等研(yan)究認為(wei)，極少量(liang)(liang)的(de)(de)(de)雜質(zhi)(zhi)氣(qi)體(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬(shu)于(yu)晶(jing)(jing)(jing)體的(de)(de)(de)雜質(zhi)(zhi)，可(ke)明(ming)顯影響(xiang)晶(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)(de)長大。因為(wei)雜質(zhi)(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)在于(yu)增加(jia)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)運(yun)動所需(xu)的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)體能(neng)量(liang)(liang)降(jiang)(jiang)低，其(qi)降(jiang)(jiang)低量(liang)(liang)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積(ji)成正比，所以(yi)必(bi)(bi)須(xu)提高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)才能(neng)離開(kai)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并且當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)必(bi)(bi)須(xu)變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)長大的(de)(de)(de)極限尺寸愈小。

另一方面為了(le)降低(di)電(dian)熔凝氧化鎂的顯氣孔(kong)率，也應盡量減少原料氧化鎂的氣體(ti)排(pai)出，因此，采用燒結(jie)鎂砂電(dian)熔有其顯著(zhu)優點(dian)。

⑤電熔(rong)氧化鎂單(dan)晶的(de)化學原料質(zhi)量(liang)要(yao)求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特(te)(te)性是同原子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)(zi)力學本性如離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)半徑(jing)的(de)(de)(de)尺(chi)寸，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電(dian)位數值(zhi)，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)外層結構等相關(guan)聯。而氧化鎂的(de)(de)(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸、質(zhi)量和(he)(he)電(dian)荷、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)(he)陰(yin)離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)(de)結合特(te)(te)性和(he)(he)強度(du)、離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)極化作(zuo)用、結晶(jing)構造等決(jue)定它是一高熔(rong)點(dian)化合物。

氧化鎂的熔點和結構參數(shu)(shu)：陽(yang)離子(zi)半徑0.074mm;陰(yin)離子(zi)半徑0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)位數(shu)(shu)6;有效(xiao)配(pei)位數(shu)(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造(zao)的(de)(de)(de)最重要過(guo)(guo)程是由各種鎂(mei)(mei)質(zhi)原(yuan)料，通(tong)過(guo)(guo)各種形式的(de)(de)(de)加(jia)熱方法產生高溫使鎂(mei)(mei)質(zhi)材料(MgO)熔化(hua)(hua)(hua)，變(bian)成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔體。要使氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔融，必須(xu)消耗大量(liang)的(de)(de)(de)熱能，以克服(fu)離子間的(de)(de)(de)引力。通(tong)過(guo)(guo)強大電弧產生高溫而熔化(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)方法叫做電弧熔融法。這個融化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程一(yi)般(ban)包(bao)括熱的(de)(de)(de)傳(chuan)導、脫水、脫碳、熔化(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大等一(yi)系列物理化(hua)(hua)(hua)學(xue)變(bian)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)過(guo)(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)過程。用(yong)水(shui)鎂石(shi)作原料有一脫(tuo)水(shui)過程。水(shui)鎂石(shi)的主(zhu)要成分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)礦作為(wei)原料(liao)時有一個脫碳過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)，脫碳過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)包括(kuo)兩(liang)個方(fang)面(mian)。一方(fang)面(mian)是(shi)菱(ling)鎂(mei)礦石的(de)熱分解，菱(ling)鎂(mei)礦石的(de)主(zhu)要成分是(shi)碳酸(suan)鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在電熔過程(cheng)中往往在原料氧化鎂中加(jia)入石(shi)墨粉末(mo)添加(jia)物(助劑)，在電熔爐起動過程(cheng)中需(xu)在三電極(石(shi)墨電極)的下端用石(shi)墨粉末(mo)鋪成三角形或(huo)星形導(dao)線路，在通電過程(cheng)中受熱燒(shao)損(sun)或(huo)完全燃(ran)燒(shao)除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)即(ji)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂中鎂離(li)(li)子(zi)和氧(yang)離(li)(li)子(zi)在強電(dian)(dian)(dian)弧產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)能作(zuo)用(yong)下(xia)，克服單晶(jing)體(ti)中的(de)(de)晶(jing)格能的(de)(de)束縛，變成(cheng)能自由運動的(de)(de)過程(cheng)。也就是說，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂加熱(re)(re)(re)(re)到(dao)一(yi)(yi)定(ding)溫(wen)度(熔(rong)點(dian))就會由固(gu)體(ti)變成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)(hua)。在這(zhe)一(yi)(yi)過程(cheng)中需消耗(hao)大(da)量的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)能。據(ju)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂生(sheng)(sheng)產(chan)者對用(yong)水鎂石作(zuo)原料生(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)平衡的(de)(de)衡算(suan)，熱(re)(re)(re)(re)消耗(hao)的(de)(de)比(bi)例(li)如下(xia)：氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂晶(jing)體(ti)生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)消耗(hao)值34.9%，渣(zha)皮(pi)消耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值15.3%，散(san)砂生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)值3.0%，冷(leng)卻(que)水耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值8.4%，冷(leng)卻(que)爐殼的(de)(de)水耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值7.9%，爐子(zi)表面散(san)熱(re)(re)(re)(re)值6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)(re)值28.8%。電(dian)(dian)(dian)能損失值3.2%，從這(zhe)些統計數據(ju)可以看出，在電(dian)(dian)(dian)熔(rong)