電(dian)弧熔爐生產電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)的工藝(yi)流程主要包括：原料(liao)配(pei)料(liao)、電(dian)弧熔融(rong)、破碎、選別、粉碎、篩(shai)別、磁選、分(fen)類包裝等。

(1)原料

我國有豐富(fu)的(de)優質菱鎂(mei)礦石，氧(yang)化鎂(mei)含量(liang)高(gao)，又(you)易(yi)于(yu)開采，因此(ci)，被廣泛(fan)用(yong)作電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)的(de)原料。采用(yong)菱鎂(mei)石作原料，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣體，由(you)于(yu)有大量(liang)氣體從爐內排出影響(xiang)著電熔(rong)過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化鎂的結晶(jing)帶的形成均(jun)有不利影響，由(you)于(yu)大量塵(chen)料(liao)飛損，使(shi)物料(liao)損耗和能量消(xiao)耗增(zeng)高，也(ye)惡(e)化了車(che)間生產環境。但由(you)于(yu)優質菱鎂礦石(shi)容易(yi)獲得，價格很低廉，所以，仍是我國電熔氧(yang)化鎂用得最(zui)多最(zui)廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)(shi)中(zhong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)含量高低和化(hua)(hua)學成分(fen)直接(jie)影(ying)響(xiang)到電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量，同時在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)過程中(zhong)也直接(jie)影(ying)響(xiang)到電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)得到的(de)品級比例(li)，因此，為了保證電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量和品級比例(li)，必須對各種礦石(shi)(shi)進(jin)(jin)行適當的(de)配比后進(jin)(jin)行熔(rong)(rong)煉(lian)。

②水鎂石(shi)。我國的遼(liao)寧省(sheng)水鎂石(shi)的礦(kuang)源非常豐富，水鎂石(shi)中氧(yang)化鎂含量高(gao)于菱鎂礦(kuang)石(shi)。它也是一(yi)種制(zhi)造電熔凝氧(yang)化鎂的原料，部分地區水鎂石(shi)的化學成分見(jian)表2。

表2水鎂石的化(hua)學成分(fen)/%

③輕燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)。以(yi)輕燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)為(wei)電熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)原料，可以(yi)使(shi)生產環境得到改(gai)善，可以(yi)降低運輸(shu)費用(yong)。由于電熔(rong)時(shi)排出氣體(ti)少，成分也較均勻，對提高(gao)電熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)質量有利(li)。

我國有(you)一(yi)些電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制(zhi)成(cheng)(cheng)球料(liao)(liao)入爐電(dian)熔(rong)。輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量達到98%，以(yi)此料(liao)(liao)能生產出白色大結晶(jing)電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成(cheng)(cheng)球費用(yong)高，影響(xiang)生產成(cheng)(cheng)本。目(mu)前，有(you)的廠家采用(yong)反射爐輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)一(yi)定的粒度加(jia)入熔(rong)爐電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的質量比用(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石好(hao)，成(cheng)(cheng)本又比用(yong)球料(liao)(liao)作(zuo)原(yuan)料(liao)(liao)時(shi)便(bian)宜，因而得到了一(yi)定的推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了某些(xie)電(dian)熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特(te)殊要(yao)求，有時必(bi)須(xu)在電(dian)熔過(guo)程中采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)(wei)電(dian)熔原(yuan)(yuan)(yuan)料，如采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)(wei)電(dian)熔原(yuan)(yuan)(yuan)料，一般(ban)首(shou)先利用(yong)(yong)(yong)(yong)處理海水和(he)石灰(hui)乳作用(yong)(yong)(yong)(yong)生產氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)(yong)(yong)其他方法也(ye)可以制(zhi)得輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見(jian)工業氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制(zhi)取方法)，采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作為(wei)(wei)原(yuan)(yuan)(yuan)料生產電(dian)熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特(te)爾(er)(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)，極(ji)少(shao)量的(de)(de)雜質(zhi)氣體(相(xiang))也(ye)屬(shu)于晶(jing)(jing)體的(de)(de)雜質(zhi)，可明顯(xian)影響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)長(chang)大(da)。因(yin)為(wei)(wei)雜質(zhi)相(xiang)的(de)(de)作用(yong)(yong)(yong)(yong)在于增加(jia)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)運動所(suo)需的(de)(de)能(neng)量。當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與第二相(xiang)相(xiang)遇時，晶(jing)(jing)體能(neng)量降(jiang)低，其降(jiang)低量與第二相(xiang)橫截面積(ji)成正比，所(suo)以必(bi)須(xu)提高(gao)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)才(cai)能(neng)離開(kai)第二相(xiang)繼(ji)續運動。并且(qie)當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與第二相(xiang)相(xiang)遇時，與第二相(xiang)橫截面積(ji)相(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)必(bi)須(xu)變形，第二相(xiang)數量愈多(duo)，晶(jing)(jing)粒長(chang)大(da)的(de)(de)極(ji)限(xian)尺寸愈小。

另一方面為了(le)降低(di)電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂的顯氣孔率，也應盡量減少原料氧(yang)化(hua)鎂的氣體排(pai)出，因此，采用(yong)燒結鎂砂(sha)電(dian)熔有其(qi)顯著優點(dian)。

⑤電熔氧化鎂單晶的(de)化學原料質量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是同原子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的(de)量(liang)(liang)子(zi)(zi)力(li)學本性(xing)如(ru)離子(zi)(zi)半(ban)徑的(de)尺寸(cun)，離子(zi)(zi)的(de)電位數值，離子(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)外(wai)層結(jie)構(gou)等相關聯。而氧化鎂(mei)的(de)離子(zi)(zi)尺寸(cun)、質量(liang)(liang)和(he)電荷(he)、陽離子(zi)(zi)和(he)陰離子(zi)(zi)之間的(de)結(jie)合特(te)性(xing)和(he)強度、離子(zi)(zi)的(de)極化作用、結(jie)晶構(gou)造(zao)等決定它是一(yi)高熔點化合物。

氧化(hua)鎂的熔點和結構參數：陽離子半(ban)徑0.074mm;陰(yin)離子半(ban)徑0.53mm;結構類型NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)(de)(de)最重要過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)是由各(ge)種鎂(mei)(mei)質原料，通(tong)過(guo)(guo)各(ge)種形(xing)式的(de)(de)(de)加熱(re)方(fang)法產生(sheng)高溫使鎂(mei)(mei)質材料(MgO)熔化(hua)，變(bian)成氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)熔體。要使氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)熔融(rong)，必須消耗(hao)大(da)量(liang)的(de)(de)(de)熱(re)能，以克服(fu)離子間的(de)(de)(de)引力。通(tong)過(guo)(guo)強大(da)電弧產生(sheng)高溫而(er)熔化(hua)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)方(fang)法叫做電弧熔融(rong)法。這個融(rong)化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)一(yi)般包括熱(re)的(de)(de)(de)傳導、脫水(shui)、脫碳、熔化(hua)、析晶(jing)(jing)、晶(jing)(jing)體長(chang)大(da)等一(yi)系列(lie)物(wu)理化(hua)學(xue)變(bian)化(hua)的(de)(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)過(guo)程。用(yong)水(shui)鎂(mei)石(shi)作原(yuan)料有(you)一脫(tuo)水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂(mei)石(shi)的主(zhu)要成分是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)作為(wei)原料時有一個脫碳(tan)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)，脫碳(tan)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)包括兩(liang)個方(fang)面。一方(fang)面是菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石的(de)熱分解，菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石的(de)主要成分是碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由(you)于(yu)在(zai)電(dian)熔過(guo)程(cheng)中往往在(zai)原(yuan)料氧化鎂中加入石(shi)墨(mo)粉末添加物(助劑)，在(zai)電(dian)熔爐起動過(guo)程(cheng)中需在(zai)三(san)電(dian)極(ji)(石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji))的下(xia)端用石(shi)墨(mo)粉末鋪成三(san)角形或(huo)(huo)星形導線(xian)路(lu)，在(zai)通(tong)電(dian)過(guo)程(cheng)中受熱燒損或(huo)(huo)完全(quan)燃燒除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)過程。熔化(hua)(hua)過程即氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離(li)子和氧(yang)(yang)(yang)(yang)離(li)子在(zai)(zai)強電(dian)弧產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)(re)能(neng)(neng)作(zuo)用下，克服單晶(jing)體(ti)(ti)中的(de)(de)晶(jing)格能(neng)(neng)的(de)(de)束縛(fu)，變成(cheng)能(neng)(neng)自由(you)(you)運動的(de)(de)過程。也就是(shi)說，氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)到一定溫度(du)(熔點(dian))就會由(you)(you)固體(ti)(ti)變成(cheng)液體(ti)(ti)，叫熔化(hua)(hua)。在(zai)(zai)這一過程中需消(xiao)耗大量的(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)。據(ju)(ju)電(dian)熔凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)者對用水鎂(mei)石作(zuo)原(yuan)料生(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)熔凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗的(de)(de)比例(li)如下：氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)體(ti)(ti)生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)消(xiao)耗值34.9%，渣皮消(xiao)耗熱(re)(re)(re)值15.3%，散(san)砂生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)耗值3.0%，冷卻水耗熱(re)(re)(re)值8.4%，冷卻爐殼(ke)的(de)(de)水耗熱(re)(re)(re)值7.9%，爐子表面(mian)散(san)熱(re)(re)(re)值6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)值28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損(sun)失值3.2%，從這些統(tong)計數據(ju)(ju)可以看出，在(zai)(zai)電(dian)熔