電弧熔(rong)爐生產(chan)電熔(rong)氧化鎂的工藝流程主要(yao)包括：原料(liao)配料(liao)、電弧熔(rong)融、破(po)碎(sui)(sui)、選別(bie)、粉碎(sui)(sui)、篩別(bie)、磁(ci)選、分類(lei)包裝等。

(1)原料

我國有豐富(fu)的(de)優質菱鎂礦(kuang)石(shi)(shi)，氧化(hua)鎂含(han)量高，又易于開采(cai)，因此，被廣泛用(yong)作電(dian)熔氧化(hua)鎂的(de)原(yuan)料(liao)。采(cai)用(yong)菱鎂石(shi)(shi)作原(yuan)料(liao)，碳酸(suan)鎂分解(jie)產生(sheng)CO2氣(qi)體(ti)，由(you)于有大量氣(qi)體(ti)從(cong)爐(lu)內排出影響著電(dian)熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)鎂的結晶(jing)帶的形成均有不利影響(xiang)，由于(yu)大量塵料(liao)(liao)飛損(sun)，使物料(liao)(liao)損(sun)耗(hao)和能量消(xiao)耗(hao)增(zeng)高，也惡(e)化(hua)了車間生產環(huan)境。但(dan)由于(yu)優質(zhi)菱鎂礦石容(rong)易獲得，價(jia)格很低廉(lian)，所以，仍是我國電熔氧化(hua)鎂用得最多最廣泛(fan)的原料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)石中氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)含量(liang)高低和(he)化(hua)學成分直(zhi)接影(ying)響到(dao)電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)質量(liang)，同時在電熔(rong)過程中也直(zhi)接影(ying)響到(dao)電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)得到(dao)的(de)(de)(de)品級比例，因此，為(wei)了保證電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)質量(liang)和(he)品級比例，必須對各(ge)種礦(kuang)石進行適當的(de)(de)(de)配比后(hou)進行熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)石(shi)。我(wo)國的(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)石(shi)的(de)礦源非常豐富，水(shui)鎂(mei)石(shi)中氧化鎂(mei)含(han)量高(gao)于菱鎂(mei)礦石(shi)。它也是一種制造電(dian)熔凝(ning)氧化鎂(mei)的(de)原料，部分地區水(shui)鎂(mei)石(shi)的(de)化學成分見表(biao)2。

表2水(shui)鎂(mei)石的(de)化學成(cheng)分/%

③輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。以(yi)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作為電熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)原料，可以(yi)使生產環境得(de)到改(gai)善，可以(yi)降低(di)運輸費用(yong)。由于電熔(rong)(rong)時排出氣體少，成分也較均(jun)勻，對提高(gao)電熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)質量有利。

我國有一些電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)以輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)制成球(qiu)料(liao)入爐電(dian)(dian)(dian)熔(rong)。輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)含量達到98%，以此料(liao)能生(sheng)產出白(bai)色大結晶電(dian)(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。但由于成球(qiu)費用高，影響生(sheng)產成本(ben)。目(mu)前，有的廠(chang)家采(cai)用反射爐輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，以一定的粒度(du)加入熔(rong)爐電(dian)(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的質量比用菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦石好，成本(ben)又(you)比用球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜(yi)，因而(er)得到了一定的推(tui)廣(guang)。

④燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)了某(mou)些電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)特殊要求，有時必(bi)須(xu)在電(dian)熔(rong)過(guo)程中采用(yong)燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)原料，如采用(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)原料，一(yi)般首先利用(yong)處理海水和(he)石(shi)灰乳作(zuo)用(yong)生產氫氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成(cheng)輕(qing)燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)其(qi)他方法(fa)也(ye)(ye)可(ke)以制(zhi)得輕(qing)燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見(jian)工業氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)制(zhi)取方法(fa))，采用(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原料生產電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)，極(ji)少量的(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)氣體(ti)(ti)(ti)(相(xiang))也(ye)(ye)屬于晶體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)，可(ke)明(ming)顯(xian)影響晶粒的(de)(de)(de)長大。因為(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)在于增加(jia)晶界(jie)運動所(suo)(suo)需的(de)(de)(de)能(neng)量。當晶界(jie)與第(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇(yu)時，晶體(ti)(ti)(ti)能(neng)量降低，其(qi)降低量與第(di)二(er)相(xiang)橫(heng)截面(mian)積成(cheng)正(zheng)比，所(suo)(suo)以必(bi)須(xu)提高晶界(jie)能(neng)，晶界(jie)才能(neng)離開第(di)二(er)相(xiang)繼(ji)續運動。并且當晶界(jie)與第(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇(yu)時，與第(di)二(er)相(xiang)橫(heng)截面(mian)積相(xiang)等(deng)的(de)(de)(de)晶界(jie)必(bi)須(xu)變(bian)形，第(di)二(er)相(xiang)數量愈多，晶粒長大的(de)(de)(de)極(ji)限尺(chi)寸愈小。

另一方面(mian)為(wei)了降低電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)顯氣孔率，也應盡量減少原料氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)氣體排出，因此，采用燒結鎂(mei)(mei)砂(sha)電熔(rong)有其顯著優點。

⑤電熔(rong)氧化鎂單(dan)晶的化學原料(liao)質(zhi)量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是同原子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)(zi)力(li)學(xue)本性如離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺寸(cun)，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電位數值(zhi)，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)外層結構(gou)等(deng)相(xiang)關聯。而氧化(hua)鎂的(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸(cun)、質(zhi)量和(he)電荷、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)結合特(te)性和(he)強度、離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)極化(hua)作用、結晶構(gou)造等(deng)決定它是一(yi)高(gao)熔點化(hua)合物。

氧化鎂的熔點(dian)和結構參數(shu)：陽(yang)離子半徑(jing)0.074mm;陰離子半徑(jing)0.53mm;結構類型(xing)NaCl;配(pei)位(wei)(wei)數(shu)6;有效配(pei)位(wei)(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制(zhi)造的(de)最(zui)重要(yao)過(guo)(guo)(guo)程是由各種鎂(mei)(mei)質原料(liao)，通過(guo)(guo)(guo)各種形式的(de)加(jia)熱方法產(chan)生高溫使(shi)鎂(mei)(mei)質材料(liao)(MgO)熔化(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔體。要(yao)使(shi)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔融(rong)，必須消耗大(da)量(liang)的(de)熱能，以(yi)克(ke)服離子間的(de)引力。通過(guo)(guo)(guo)強大(da)電弧(hu)產(chan)生高溫而(er)熔化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)方法叫(jiao)做電弧(hu)熔融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)程一般包括熱的(de)傳導、脫水、脫碳、熔化(hua)(hua)、析晶、晶體長大(da)等一系列物(wu)理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)過(guo)(guo)(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)過程。用水(shui)鎂(mei)(mei)石作原料有一(yi)脫(tuo)水(shui)過程。水(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)主要(yao)成分是氫氧化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)過程(cheng)。用菱(ling)鎂礦作為原(yuan)料時有一個(ge)脫碳(tan)(tan)過程(cheng)，脫碳(tan)(tan)過程(cheng)包括兩個(ge)方面。一方面是菱(ling)鎂礦石(shi)的(de)熱分解，菱(ling)鎂礦石(shi)的(de)主(zhu)要成分是碳(tan)(tan)酸(suan)鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由(you)于在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)過(guo)程(cheng)中(zhong)往往在(zai)(zai)原料氧化鎂(mei)中(zhong)加(jia)入石(shi)墨(mo)粉末(mo)添加(jia)物(wu)(助劑)，在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)爐起動過(guo)程(cheng)中(zhong)需在(zai)(zai)三(san)電(dian)極(石(shi)墨(mo)電(dian)極)的下端(duan)用石(shi)墨(mo)粉末(mo)鋪成三(san)角形或星形導(dao)線路，在(zai)(zai)通電(dian)過(guo)程(cheng)中(zhong)受熱燒損或完全燃燒除(chu)去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化過(guo)程(cheng)。熔(rong)化過(guo)程(cheng)即(ji)氧(yang)(yang)化鎂中(zhong)(zhong)鎂離(li)(li)子(zi)和氧(yang)(yang)離(li)(li)子(zi)在(zai)(zai)強電弧(hu)產生(sheng)(sheng)的熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)能作用下(xia)，克(ke)服(fu)單(dan)晶(jing)體(ti)中(zhong)(zhong)的晶(jing)格(ge)能的束縛，變成能自由運動的過(guo)程(cheng)。也就是說，氧(yang)(yang)化鎂加(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)到一定(ding)溫度(熔(rong)點)就會(hui)由固(gu)體(ti)變成液體(ti)，叫熔(rong)化。在(zai)(zai)這一過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)需消(xiao)耗大量的電能。據電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂生(sheng)(sheng)產者對用水(shui)鎂石作原料生(sheng)(sheng)產電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂的熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)平衡的衡算，熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗的比例如下(xia)：氧(yang)(yang)化鎂晶(jing)體(ti)生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂(sha)生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)耗值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼的水(shui)耗熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表面散熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶走熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電能損失值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據可以看出，在(zai)(zai)電熔(rong)