電(dian)弧熔(rong)爐(lu)生產電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂的工(gong)藝流程(cheng)主要包(bao)括：原料(liao)(liao)配(pei)料(liao)(liao)、電(dian)弧熔(rong)融、破(po)碎、選別(bie)、粉碎、篩(shai)別(bie)、磁選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富(fu)的(de)優(you)質菱(ling)鎂礦石，氧化鎂含量高，又易于開采(cai)，因(yin)此，被廣(guang)泛用作(zuo)電熔(rong)氧化鎂的(de)原料(liao)(liao)。采(cai)用菱(ling)鎂石作(zuo)原料(liao)(liao)，碳(tan)酸鎂分(fen)解產生(sheng)CO2氣體，由于有大(da)量氣體從爐內排出(chu)影響(xiang)著電熔(rong)過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂的結晶帶的形成均有不(bu)利影響，由于(yu)大量塵(chen)料(liao)飛損，使(shi)物(wu)料(liao)損耗和能量消耗增(zeng)高，也惡化了車間生產環境(jing)。但由于(yu)優質菱鎂礦石(shi)容易獲得(de)，價格很低(di)廉，所以，仍是我國(guo)電熔氧化鎂用得(de)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)化鎂的(de)(de)含量(liang)(liang)高低和化學(xue)成分直接影響(xiang)到電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂的(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)，同時在電(dian)熔(rong)過程中也直接影響(xiang)到電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂得到的(de)(de)品級比(bi)例，因此，為了保證電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂的(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)和品級比(bi)例，必須對各(ge)種(zhong)礦石進(jin)行(xing)適當的(de)(de)配比(bi)后進(jin)行(xing)熔(rong)煉。

②水鎂石(shi)。我國(guo)的(de)遼寧省水鎂石(shi)的(de)礦(kuang)源(yuan)非常豐富，水鎂石(shi)中氧化(hua)(hua)鎂含量高于菱(ling)鎂礦(kuang)石(shi)。它也是一種制造電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂的(de)原料，部分(fen)地區(qu)水鎂石(shi)的(de)化(hua)(hua)學成分(fen)見表2。

表(biao)2水鎂(mei)石的化學成分(fen)/%

③輕(qing)燒氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。以輕(qing)燒氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)為電(dian)熔氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)原料，可(ke)(ke)以使生產環境得到改(gai)善，可(ke)(ke)以降低運輸費用。由于電(dian)熔時排出氣體少，成(cheng)分也(ye)較均勻，對提(ti)高(gao)電(dian)熔氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)質量有(you)利。

我國有一些電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)以輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)制成(cheng)球(qiu)(qiu)料入爐(lu)電熔(rong)。輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)含量達到98%，以此料能(neng)生產出白色大結晶(jing)電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)(qiu)費(fei)用高，影響生產成(cheng)本。目前，有的(de)廠(chang)家采用反射爐(lu)輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，以一定(ding)(ding)的(de)粒度加入熔(rong)爐(lu)電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)質量比(bi)用菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本又比(bi)用球(qiu)(qiu)料作原(yuan)料時便宜，因而(er)得到了一定(ding)(ding)的(de)推廣。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)砂(sha)(sha)。為(wei)了某些(xie)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)特殊要(yao)求，有時(shi)必須在電(dian)(dian)(dian)熔(rong)過程中(zhong)采用(yong)燒(shao)結(jie)鎂(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，如采用(yong)海水(shui)鎂(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，一般首(shou)先(xian)利用(yong)處理(li)海水(shui)和石灰乳作(zuo)用(yong)生(sheng)產(chan)氫氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)，將氫氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)煅燒(shao)成(cheng)輕燒(shao)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。用(yong)其(qi)(qi)他方法也(ye)可以(yi)制得(de)輕燒(shao)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(詳見工(gong)業氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)制取方法)，采用(yong)輕燒(shao)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)為(wei)原(yuan)料(liao)生(sheng)產(chan)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)，極(ji)少量的(de)雜(za)質(zhi)氣(qi)體(相(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬(shu)于晶(jing)體的(de)雜(za)質(zhi)，可明顯影響晶(jing)粒(li)的(de)長(chang)大。因為(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)用(yong)在于增(zeng)加晶(jing)界(jie)運動所(suo)(suo)需的(de)能(neng)量。當(dang)晶(jing)界(jie)與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)體能(neng)量降低，其(qi)(qi)降低量與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面積(ji)成(cheng)正比，所(suo)(suo)以(yi)必須提高晶(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)才能(neng)離開第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)繼續(xu)運動。并(bing)且(qie)當(dang)晶(jing)界(jie)與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)界(jie)必須變形，第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)數量愈多，晶(jing)粒(li)長(chang)大的(de)極(ji)限(xian)尺(chi)寸愈小(xiao)。

另一方面為了降(jiang)低(di)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂的顯(xian)氣孔率，也應盡量減少原料氧(yang)化(hua)鎂的氣體(ti)排出，因此，采用燒結(jie)鎂砂電(dian)熔(rong)有其顯(xian)著優(you)點。

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

(3)電弧熔融

這(zhe)些特(te)性是同(tong)原子(zi)和(he)分子(zi)的(de)(de)(de)量子(zi)力學本(ben)性如離(li)(li)(li)(li)子(zi)半徑的(de)(de)(de)尺寸，離(li)(li)(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)電位數值(zhi)，離(li)(li)(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)電子(zi)外(wai)層(ceng)結構(gou)等相(xiang)關(guan)聯(lian)。而(er)氧化(hua)鎂的(de)(de)(de)離(li)(li)(li)(li)子(zi)尺寸、質量和(he)電荷(he)、陽離(li)(li)(li)(li)子(zi)和(he)陰離(li)(li)(li)(li)子(zi)之間的(de)(de)(de)結合特(te)性和(he)強度、離(li)(li)(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)極化(hua)作用、結晶構(gou)造等決定它是一(yi)高熔點(dian)化(hua)合物(wu)。

氧化鎂的(de)熔(rong)點和結(jie)構參數：陽離子(zi)半徑0.074mm;陰離子(zi)半徑0.53mm;結(jie)構類(lei)型NaCl;配位數6;有效(xiao)配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制(zhi)造的最重要過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)是(shi)由(you)各種鎂(mei)(mei)質原料(liao)，通過(guo)(guo)各種形式的加熱方(fang)(fang)法(fa)產(chan)生高溫(wen)使鎂(mei)(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)，變(bian)成(cheng)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)體。要使氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)融(rong)，必須消耗大量(liang)的熱能(neng)，以克服離(li)子間的引力。通過(guo)(guo)強(qiang)大電(dian)弧產(chan)生高溫(wen)而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的方(fang)(fang)法(fa)叫做電(dian)弧熔(rong)(rong)融(rong)法(fa)。這個融(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)一(yi)般包括熱的傳導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)、析(xi)晶(jing)、晶(jing)體長(chang)大等一(yi)系列物(wu)理化(hua)(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)(hua)的過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。

①脫(tuo)水過程。用水鎂(mei)石作原料有一脫(tuo)水過程。水鎂(mei)石的主要成(cheng)分是(shi)氫氧(yang)化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水過程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)(tan)過程。用菱鎂(mei)(mei)礦作為原料時(shi)有一個(ge)脫(tuo)碳(tan)(tan)過程，脫(tuo)碳(tan)(tan)過程包括(kuo)兩個(ge)方面(mian)。一方面(mian)是(shi)菱鎂(mei)(mei)礦石的(de)熱分解，菱鎂(mei)(mei)礦石的(de)主要成分是(shi)碳(tan)(tan)酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電(dian)(dian)熔過程中(zhong)往往在(zai)原料(liao)氧(yang)化鎂中(zhong)加入(ru)石(shi)墨(mo)粉末(mo)添(tian)加物(助劑)，在(zai)電(dian)(dian)熔爐起動過程中(zhong)需(xu)在(zai)三(san)電(dian)(dian)極(石(shi)墨(mo)電(dian)(dian)極)的下端用(yong)石(shi)墨(mo)粉末(mo)鋪成三(san)角形或星形導線路，在(zai)通電(dian)(dian)過程中(zhong)受(shou)熱燒損或完全燃燒除去(qu)石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)過(guo)程。熔化(hua)過(guo)程即氧(yang)化(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離(li)(li)子和(he)氧(yang)離(li)(li)子在(zai)(zai)強電(dian)弧(hu)產(chan)生的(de)(de)熱能(neng)(neng)作用(yong)下，克服單晶體(ti)(ti)中的(de)(de)晶格(ge)能(neng)(neng)的(de)(de)束縛，變成(cheng)能(neng)(neng)自由(you)運動的(de)(de)過(guo)程。也就是說，氧(yang)化(hua)鎂(mei)加(jia)熱到一(yi)定溫度(熔點)就會由(you)固體(ti)(ti)變成(cheng)液(ye)體(ti)(ti)，叫熔化(hua)。在(zai)(zai)這一(yi)過(guo)程中需(xu)消耗(hao)(hao)大量的(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)。據(ju)電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)生產(chan)者對用(yong)水(shui)鎂(mei)石(shi)作原料生產(chan)電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱平衡(heng)的(de)(de)衡(heng)算，熱消耗(hao)(hao)的(de)(de)比例如(ru)下：氧(yang)化(hua)鎂(mei)晶體(ti)(ti)生成(cheng)熱消耗(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣(zha)皮(pi)消耗(hao)(hao)熱值(zhi)15.3%，散砂(sha)生成(cheng)熱耗(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻(que)水(shui)耗(hao)(hao)熱值(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱值(zhi)7.9%，爐子表面散熱值(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走熱值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)3.2%，從這些統(tong)計數據(ju)可以看出，在(zai)(zai)電(dian)熔