電(dian)弧熔(rong)爐生產(chan)電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂的(de)工藝流(liu)程主要包(bao)括：原料(liao)配料(liao)、電(dian)弧熔(rong)融(rong)、破碎(sui)、選別、粉碎(sui)、篩(shai)別、磁選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國(guo)有豐富的(de)優質菱鎂(mei)(mei)礦石，氧化鎂(mei)(mei)含(han)量高，又易于開采，因此，被廣泛用作電熔氧化鎂(mei)(mei)的(de)原(yuan)料。采用菱鎂(mei)(mei)石作原(yuan)料，碳酸鎂(mei)(mei)分解產(chan)生CO2氣(qi)體，由于有大量氣(qi)體從爐內排出影響著(zhu)電熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化鎂的(de)結(jie)晶帶的(de)形成均有(you)不利影(ying)響，由于大量(liang)塵(chen)料飛(fei)損(sun)，使物料損(sun)耗(hao)(hao)和能量(liang)消耗(hao)(hao)增高，也惡化了(le)車間生產環境。但(dan)由于優質菱鎂礦(kuang)石容易獲得，價格很低廉(lian)，所以，仍是我國電熔(rong)氧化鎂用得最(zui)(zui)多最(zui)(zui)廣泛的(de)原(yuan)料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)中(zhong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)含量(liang)高(gao)低和化(hua)(hua)學成(cheng)分直接影(ying)響(xiang)(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量(liang)，同時在電(dian)熔(rong)過程中(zhong)也(ye)直接影(ying)響(xiang)(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)得到(dao)的(de)品級比例，因此(ci)，為了保證電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量(liang)和品級比例，必須對各種礦石(shi)進行適當的(de)配比后進行熔(rong)煉。

②水鎂(mei)石(shi)。我國的遼寧省水鎂(mei)石(shi)的礦源(yuan)非常豐富，水鎂(mei)石(shi)中氧化鎂(mei)含量高(gao)于菱鎂(mei)礦石(shi)。它(ta)也是一種制造電熔凝氧化鎂(mei)的原料，部分(fen)地區水鎂(mei)石(shi)的化學成分(fen)見表2。

表2水鎂石的化學成分(fen)/%

③輕燒氧(yang)化鎂。以(yi)(yi)輕燒氧(yang)化鎂作(zuo)為電熔(rong)氧(yang)化鎂原料，可以(yi)(yi)使生(sheng)產環境得到改善(shan)，可以(yi)(yi)降(jiang)低(di)運輸費用。由(you)于電熔(rong)時排出氣(qi)體(ti)少，成分也較(jiao)均勻，對提高電熔(rong)氧(yang)化鎂質量(liang)有(you)利。

我國有(you)一(yi)些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)以(yi)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)制成球料(liao)入(ru)(ru)爐電(dian)熔(rong)(rong)。輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)氧(yang)化鎂(mei)(mei)含量達到98%，以(yi)此料(liao)能生(sheng)產出白色大結晶電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)。但(dan)由于成球費用(yong)高，影響(xiang)生(sheng)產成本(ben)。目前，有(you)的(de)(de)廠家采(cai)用(yong)反射爐輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)，以(yi)一(yi)定的(de)(de)粒度加入(ru)(ru)熔(rong)(rong)爐電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量比(bi)用(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石好，成本(ben)又比(bi)用(yong)球料(liao)作原(yuan)料(liao)時便宜，因而(er)得到了一(yi)定的(de)(de)推廣。

④燒(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)(sha)。為(wei)了某些電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的特(te)殊要求，有時(shi)必(bi)須在電(dian)熔(rong)(rong)(rong)過程中采(cai)用(yong)燒(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)原(yuan)(yuan)料，如(ru)采(cai)用(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)原(yuan)(yuan)料，一般首先利用(yong)處理海(hai)水和石灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)生(sheng)產氫氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)(shao)成輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)其(qi)他(ta)方(fang)(fang)法也(ye)可以制得輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工(gong)業氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的制取方(fang)(fang)法)，采(cai)用(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)原(yuan)(yuan)料生(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉(la)特(te)爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)，極少(shao)量(liang)的雜質氣體(相(xiang))也(ye)屬(shu)于(yu)晶(jing)(jing)體的雜質，可明顯(xian)影響晶(jing)(jing)粒(li)的長大。因為(wei)雜質相(xiang)的作(zuo)(zuo)用(yong)在于(yu)增加晶(jing)(jing)界(jie)(jie)運動所需的能(neng)量(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與第二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)體能(neng)量(liang)降低，其(qi)降低量(liang)與第二(er)(er)相(xiang)橫截面(mian)(mian)積成正比，所以必(bi)須提高晶(jing)(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)才能(neng)離開第二(er)(er)相(xiang)繼續運動。并且當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與第二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，與第二(er)(er)相(xiang)橫截面(mian)(mian)積相(xiang)等(deng)的晶(jing)(jing)界(jie)(jie)必(bi)須變形(xing)，第二(er)(er)相(xiang)數量(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)粒(li)長大的極限(xian)尺寸愈(yu)小。

另一方面為了降低電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)顯氣(qi)孔(kong)率，也應(ying)盡量減少原料氧化(hua)鎂(mei)的(de)氣(qi)體排出，因此，采用燒結鎂(mei)砂電(dian)熔有其顯著優點。

⑤電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)單晶(jing)的化(hua)學(xue)原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)(xing)是同原子(zi)和分子(zi)的(de)(de)量子(zi)力(li)學本性(xing)(xing)如(ru)離(li)(li)(li)子(zi)半(ban)徑的(de)(de)尺寸，離(li)(li)(li)子(zi)的(de)(de)電位數值，離(li)(li)(li)子(zi)的(de)(de)電子(zi)外層結構等(deng)(deng)相關聯。而氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)離(li)(li)(li)子(zi)尺寸、質量和電荷、陽離(li)(li)(li)子(zi)和陰離(li)(li)(li)子(zi)之間(jian)的(de)(de)結合(he)特性(xing)(xing)和強度、離(li)(li)(li)子(zi)的(de)(de)極化(hua)作用、結晶構造等(deng)(deng)決(jue)定它是一高熔(rong)點化(hua)合(he)物。

氧化鎂(mei)的熔(rong)點(dian)和結構參數(shu)：陽離(li)子半徑0.074mm;陰離(li)子半徑0.53mm;結構類(lei)型NaCl;配位(wei)數(shu)6;有效(xiao)配位(wei)數(shu)8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)2800℃。

電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造的最重(zhong)要過程(cheng)是由各種(zhong)鎂(mei)質原料，通(tong)過各種(zhong)形式(shi)的加熱(re)方法(fa)產生高溫使鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)，變(bian)成氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)體。要使氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)融，必須(xu)消(xiao)耗大(da)(da)量的熱(re)能，以(yi)克服離子間的引力。通(tong)過強大(da)(da)電弧(hu)產生高溫而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的方法(fa)叫做電弧(hu)熔(rong)融法(fa)。這個(ge)融化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)一般包(bao)括(kuo)熱(re)的傳(chuan)導(dao)、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長(chang)大(da)(da)等一系列物理化(hua)(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)(hua)的過程(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)(shui)過程(cheng)。用(yong)水(shui)(shui)鎂石作原料有一脫(tuo)水(shui)(shui)過程(cheng)。水(shui)(shui)鎂石的主(zhu)要成(cheng)分是氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)(shui)過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)。用菱鎂礦(kuang)(kuang)作為原(yuan)料時有一個脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)包括兩(liang)個方面。一方面是(shi)菱鎂礦(kuang)(kuang)石的(de)熱分解，菱鎂礦(kuang)(kuang)石的(de)主要(yao)成分是(shi)碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于在(zai)電熔過(guo)程(cheng)中(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)原料氧化鎂中(zhong)加入石(shi)墨(mo)粉(fen)末添加物(助(zhu)劑)，在(zai)電熔爐起(qi)動過(guo)程(cheng)中(zhong)需在(zai)三(san)電極(石(shi)墨(mo)電極)的下端用石(shi)墨(mo)粉(fen)末鋪成三(san)角形或星(xing)形導(dao)線路，在(zai)通(tong)電過(guo)程(cheng)中(zhong)受(shou)熱燒損或完全燃燒除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)即氧化(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離(li)子(zi)(zi)和氧離(li)子(zi)(zi)在強電弧產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)熱能(neng)作(zuo)用(yong)下，克服單晶(jing)(jing)體(ti)中的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)格能(neng)的(de)(de)(de)束縛，變(bian)成(cheng)能(neng)自由運(yun)動的(de)(de)(de)過程(cheng)。也就是說，氧化(hua)(hua)鎂(mei)加熱到(dao)一定(ding)溫(wen)度(熔(rong)點)就會(hui)由固體(ti)變(bian)成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)。在這(zhe)一過程(cheng)中需消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)(de)(de)電能(neng)。據電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產(chan)(chan)者對用(yong)水鎂(mei)石作(zuo)原料生(sheng)產(chan)(chan)電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)熱平衡的(de)(de)(de)衡算，熱消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)(de)比例如下：氧化(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)(jing)體(ti)生(sheng)成(cheng)熱消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)值34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)熱值15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)熱耗(hao)(hao)值3.0%，冷(leng)卻水耗(hao)(hao)熱值8.4%，冷(leng)卻爐(lu)殼的(de)(de)(de)水耗(hao)(hao)熱值7.9%，爐(lu)子(zi)(zi)表面散熱值6.4%，煙(yan)氣帶走(zou)熱值28.8%。電能(neng)損失(shi)值3.2%，從(cong)這(zhe)些(xie)統計數據可以看出，在電熔(rong)