電弧熔爐生產電熔氧化鎂的(de)工(gong)藝(yi)流(liu)程主要包括：原(yuan)料配料、電弧熔融、破(po)碎、選別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選、分(fen)類包裝等。

(1)原料

我國有豐富的(de)(de)優(you)質菱(ling)鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量(liang)(liang)高(gao)，又易于開采，因此，被廣泛用作(zuo)電熔氧化鎂(mei)的(de)(de)原料(liao)。采用菱(ling)鎂(mei)石作(zuo)原料(liao)，碳酸鎂(mei)分(fen)解(jie)產生CO2氣體，由(you)于有大量(liang)(liang)氣體從(cong)爐內排(pai)出影響著電熔過程的(de)(de)進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂的(de)結晶帶(dai)的(de)形成(cheng)均有不利影響，由于(yu)大量塵料飛損(sun)，使物料損(sun)耗和能量消耗增高(gao)，也惡化了車(che)間生產環境。但(dan)由于(yu)優質菱鎂礦石(shi)容(rong)易獲得，價(jia)格(ge)很低廉，所以(yi)，仍是(shi)我國電熔氧化鎂用得最多最廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂礦。菱(ling)鎂礦石中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂的(de)含量(liang)高低(di)和(he)化(hua)學成分直(zhi)接影響到(dao)電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂的(de)質(zhi)量(liang)，同時(shi)在電熔(rong)(rong)(rong)過程中(zhong)也直(zhi)接影響到(dao)電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂得到(dao)的(de)品(pin)級比(bi)例，因此，為了(le)保證電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂的(de)質(zhi)量(liang)和(he)品(pin)級比(bi)例，必須對各種礦石進(jin)行適當(dang)的(de)配比(bi)后進(jin)行熔(rong)(rong)(rong)煉(lian)。

②水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)。我(wo)國(guo)的(de)(de)遼(liao)寧省水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)(de)礦(kuang)源非常(chang)豐富，水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)中氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量高于(yu)菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)。它(ta)也是一種制造電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)原料，部分(fen)地(di)區水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)(de)化(hua)學(xue)成分(fen)見表2。

表2水(shui)鎂(mei)石的化學成分/%

③輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)。以輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)作為電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)原料，可(ke)以使(shi)生產環(huan)境得到改善，可(ke)以降(jiang)低運輸費用。由(you)于電(dian)(dian)熔(rong)時排出氣(qi)體(ti)少，成分也(ye)較均勻，對提高電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)質量有利。

我國有一些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成球(qiu)料(liao)入(ru)爐(lu)電(dian)熔(rong)。輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量達(da)到98%，以此料(liao)能生產(chan)出白色大(da)結晶電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成球(qiu)費(fei)用(yong)高，影響生產(chan)成本。目(mu)前，有的(de)(de)廠家采用(yong)反射爐(lu)輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以一定的(de)(de)粒(li)度加入(ru)熔(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量比(bi)用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石好，成本又(you)比(bi)用(yong)球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜，因(yin)而得(de)到了一定的(de)(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了某些電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)特殊要求(qiu)，有時必(bi)須在電熔(rong)過程(cheng)中(zhong)采(cai)用(yong)燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電熔(rong)原(yuan)料(liao)，如(ru)采(cai)用(yong)海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電熔(rong)原(yuan)料(liao)，一(yi)般首先利用(yong)處理海(hai)水(shui)和(he)石(shi)灰乳(ru)作(zuo)(zuo)用(yong)生產氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)其(qi)他方(fang)法(fa)也可以制(zhi)(zhi)得輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(詳見(jian)工業氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)制(zhi)(zhi)取方(fang)法(fa))，采(cai)用(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)原(yuan)料(liao)生產電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等研(yan)究認為(wei)(wei)，極(ji)少量(liang)的(de)(de)雜(za)質氣(qi)體(ti)(相(xiang)(xiang))也屬(shu)于晶(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)雜(za)質，可明(ming)顯影響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)長(chang)大。因為(wei)(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)在于增加晶(jing)(jing)界(jie)運動所(suo)(suo)需(xu)的(de)(de)能(neng)量(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)體(ti)能(neng)量(liang)降(jiang)低(di)，其(qi)降(jiang)低(di)量(liang)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積(ji)成正比，所(suo)(suo)以必(bi)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)(xiang)繼續運動。并(bing)且當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積(ji)相(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)必(bi)須變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)粒長(chang)大的(de)(de)極(ji)限(xian)尺寸愈(yu)小。

另一方面為了(le)降低電熔(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)(mei)的(de)顯氣孔(kong)率(lv)，也應盡量減少原料氧化鎂(mei)(mei)的(de)氣體排出(chu)，因此(ci)，采用(yong)燒結鎂(mei)(mei)砂電熔(rong)有(you)其顯著優(you)點。

⑤電(dian)熔氧化鎂單(dan)晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同(tong)原子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)(zi)的量子(zi)(zi)(zi)(zi)力學本(ben)性(xing)如離子(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的尺(chi)寸(cun)(cun)，離子(zi)(zi)(zi)(zi)的電位數值，離子(zi)(zi)(zi)(zi)的電子(zi)(zi)(zi)(zi)外層(ceng)結構等相(xiang)關(guan)聯。而(er)氧(yang)化鎂(mei)的離子(zi)(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)(cun)、質量和(he)電荷、陽離子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)陰(yin)離子(zi)(zi)(zi)(zi)之間的結合特性(xing)和(he)強度、離子(zi)(zi)(zi)(zi)的極(ji)化作用(yong)、結晶(jing)構造(zao)等決定它是一(yi)高熔點化合物。

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

電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制(zhi)造的(de)最重要過(guo)程是由(you)各種鎂(mei)(mei)質原料(liao)，通過(guo)各種形式的(de)加熱方(fang)法產(chan)(chan)生(sheng)高溫使鎂(mei)(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)，變成(cheng)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)體。要使氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)融(rong)，必須消耗大量(liang)的(de)熱能，以克服離子間的(de)引力(li)。通過(guo)強(qiang)大電(dian)弧產(chan)(chan)生(sheng)高溫而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)方(fang)法叫做電(dian)弧熔(rong)(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)過(guo)程一般包括熱的(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)、析(xi)晶、晶體長大等一系列物理(li)化(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)的(de)過(guo)程。

①脫水(shui)過(guo)程(cheng)。用水(shui)鎂石作原料有一脫水(shui)過(guo)程(cheng)。水(shui)鎂石的主(zhu)要成分是(shi)氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)(tan)過程(cheng)。用(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦作為原料時有一(yi)個脫(tuo)碳(tan)(tan)過程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)(tan)過程(cheng)包(bao)括兩個方面。一(yi)方面是菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦石的(de)熱分解(jie)，菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦石的(de)主要成(cheng)分是碳(tan)(tan)酸(suan)鎂(mei)(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面(mian)，由于在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)過程中往(wang)往(wang)在(zai)原料氧化鎂中加入石(shi)(shi)墨(mo)粉末添(tian)加物(wu)(助劑)，在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)爐起動過程中需在(zai)三電(dian)(dian)極(ji)(石(shi)(shi)墨(mo)電(dian)(dian)極(ji))的下端用石(shi)(shi)墨(mo)粉末鋪成三角形或(huo)星形導(dao)線路，在(zai)通(tong)電(dian)(dian)過程中受熱燒(shao)損或(huo)完全燃(ran)燒(shao)除去石(shi)(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)即氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子和(he)氧(yang)離子在(zai)(zai)強電(dian)弧產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)熱(re)能(neng)作用下，克服(fu)單晶體中的(de)晶格能(neng)的(de)束縛，變(bian)成能(neng)自由(you)運動的(de)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)。也(ye)就是說，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)到一定溫度(熔(rong)點)就會由(you)固體變(bian)成液體，叫熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)。在(zai)(zai)這一過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)中需消耗(hao)(hao)大量的(de)電(dian)能(neng)。據電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)者對(dui)用水鎂(mei)石作原(yuan)料生(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)熱(re)平衡的(de)衡算，熱(re)消耗(hao)(hao)的(de)比例(li)如下：氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)晶體生(sheng)(sheng)成熱(re)消耗(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)(sheng)成熱(re)耗(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)(lu)殼(ke)的(de)水耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)(lu)子表面散(san)熱(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失值(zhi)3.2%，從這些統計數據可以看出，在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)