電(dian)弧(hu)熔(rong)爐生產(chan)電(dian)熔(rong)氧化鎂的工藝流程主要包(bao)括：原料配料、電(dian)弧(hu)熔(rong)融(rong)、破碎(sui)、選(xuan)別、粉碎(sui)、篩別、磁選(xuan)、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富(fu)的優(you)質菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)，氧化(hua)鎂(mei)含量高，又(you)易(yi)于開采，因此，被廣(guang)泛用作(zuo)(zuo)電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)的原(yuan)料(liao)。采用菱鎂(mei)石(shi)作(zuo)(zuo)原(yuan)料(liao)，碳酸鎂(mei)分解產生(sheng)CO2氣體，由于有大量氣體從爐內排出影響著(zhu)電(dian)熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)的結晶帶的形成均有不利影響，由于大量塵(chen)料飛損(sun)，使物料損(sun)耗和能(neng)量消(xiao)耗增(zeng)高，也惡化(hua)了車(che)間生(sheng)產(chan)環(huan)境。但(dan)由于優(you)質菱鎂(mei)礦石容易(yi)獲得(de)，價格很(hen)低(di)廉，所(suo)以，仍是(shi)我(wo)國電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)用得(de)最多最廣泛(fan)的原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂礦。菱(ling)鎂礦石中氧化鎂的(de)含量(liang)高低和(he)化學成分直接(jie)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)到(dao)電(dian)熔凝氧化鎂的(de)質(zhi)量(liang)，同時在電(dian)熔過(guo)程中也(ye)直接(jie)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)到(dao)電(dian)熔凝氧化鎂得到(dao)的(de)品級(ji)比例(li)，因(yin)此，為(wei)了保證電(dian)熔凝氧化鎂的(de)質(zhi)量(liang)和(he)品級(ji)比例(li)，必(bi)須對(dui)各(ge)種礦石進行適當的(de)配比后進行熔煉。

②水鎂(mei)石(shi)(shi)。我國的遼(liao)寧省(sheng)水鎂(mei)石(shi)(shi)的礦(kuang)源非(fei)常(chang)豐富(fu)，水鎂(mei)石(shi)(shi)中氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量高于菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)。它也是一(yi)種(zhong)制造電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的原料，部分地區水鎂(mei)石(shi)(shi)的化(hua)學(xue)成分見表(biao)2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂。以(yi)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂作為電(dian)(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂原(yuan)料(liao)，可以(yi)使生產環境得(de)到(dao)改善，可以(yi)降低運輸(shu)費(fei)用。由于電(dian)(dian)熔時排出氣體少(shao)，成(cheng)分也較(jiao)均勻，對提高電(dian)(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂質量(liang)有利。

我國有一些電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制成(cheng)球料入爐電(dian)熔。輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量達到98%，以此(ci)料能生產出白色(se)大(da)結(jie)晶(jing)電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但由(you)于成(cheng)球費用(yong)高，影響(xiang)生產成(cheng)本。目(mu)前，有的(de)廠家(jia)采用(yong)反射爐輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以一定的(de)粒(li)度加(jia)入熔爐電(dian)熔，電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量比用(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本又比用(yong)球料作原料時便宜，因而得到了一定的(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)。為了某些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)特殊要求(qiu)，有時必須在電(dian)熔(rong)過程中采(cai)用燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)(zuo)為電(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)(liao)，如采(cai)用海水(shui)鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)(zuo)為電(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)(liao)，一般首先利用處理海水(shui)和(he)石灰乳作(zuo)(zuo)(zuo)用生產氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用其他(ta)方法也可以(yi)制(zhi)得(de)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見(jian)工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)制(zhi)取(qu)方法)，采(cai)用輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)(zuo)(zuo)為原(yuan)料(liao)(liao)生產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧(ao)絲(si)脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等(deng)研究認為，極少(shao)量(liang)的(de)(de)雜質氣體(相)也屬(shu)于(yu)(yu)晶體的(de)(de)雜質，可明顯影響(xiang)晶粒的(de)(de)長(chang)大(da)。因(yin)為雜質相的(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用在于(yu)(yu)增加晶界運動所需的(de)(de)能(neng)量(liang)。當晶界與(yu)第二相相遇(yu)時，晶體能(neng)量(liang)降低(di)，其降低(di)量(liang)與(yu)第二相橫截面(mian)積成正比，所以(yi)必須提高晶界能(neng)，晶界才(cai)能(neng)離開第二相繼續運動。并且當晶界與(yu)第二相相遇(yu)時，與(yu)第二相橫截面(mian)積相等(deng)的(de)(de)晶界必須變形，第二相數量(liang)愈多(duo)，晶粒長(chang)大(da)的(de)(de)極限尺(chi)寸愈小。

另一方面(mian)為了降低電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化鎂的顯(xian)氣(qi)孔率，也應盡(jin)量減(jian)少(shao)原料氧(yang)化鎂的氣(qi)體排出，因此，采用燒結(jie)鎂砂(sha)電(dian)熔有其(qi)顯(xian)著優點。

⑤電熔(rong)氧化鎂單晶的(de)化學原料質量(liang)要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些(xie)特性是同原(yuan)子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)力學本(ben)性如(ru)離子(zi)(zi)半徑的(de)尺(chi)(chi)寸，離子(zi)(zi)的(de)電(dian)位數(shu)值，離子(zi)(zi)的(de)電(dian)子(zi)(zi)外層結(jie)構(gou)(gou)等(deng)(deng)相關聯。而氧化(hua)鎂的(de)離子(zi)(zi)尺(chi)(chi)寸、質(zhi)量和電(dian)荷、陽離子(zi)(zi)和陰離子(zi)(zi)之間的(de)結(jie)合(he)特性和強度、離子(zi)(zi)的(de)極化(hua)作用、結(jie)晶構(gou)(gou)造等(deng)(deng)決定(ding)它是一(yi)高熔點化(hua)合(he)物。

氧化(hua)鎂的熔點(dian)(dian)和結構參(can)數：陽離子(zi)半(ban)(ban)徑(jing)0.074mm;陰離子(zi)半(ban)(ban)徑(jing)0.53mm;結構類(lei)型NaCl;配(pei)位(wei)數6;有(you)效配(pei)位(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)(dian)2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂制(zhi)造的(de)最重要(yao)(yao)過(guo)程是由各種(zhong)鎂質原料，通過(guo)各種(zhong)形式(shi)的(de)加熱(re)方(fang)法產(chan)生高溫使鎂質材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)，變成氧化(hua)鎂熔(rong)(rong)體(ti)。要(yao)(yao)使氧化(hua)鎂熔(rong)(rong)融(rong)(rong)，必(bi)須消耗(hao)大(da)量的(de)熱(re)能，以克服離子間的(de)引力(li)。通過(guo)強大(da)電弧產(chan)生高溫而熔(rong)(rong)化(hua)氧化(hua)鎂的(de)方(fang)法叫做電弧熔(rong)(rong)融(rong)(rong)法。這個(ge)融(rong)(rong)化(hua)過(guo)程一般(ban)包括熱(re)的(de)傳(chuan)導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)、析晶、晶體(ti)長大(da)等一系列物(wu)理(li)化(hua)學變化(hua)的(de)過(guo)程。

①脫水(shui)(shui)過(guo)程。用(yong)水(shui)(shui)鎂石(shi)作原料有一(yi)脫水(shui)(shui)過(guo)程。水(shui)(shui)鎂石(shi)的主要(yao)成分(fen)是氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其(qi)脫水(shui)(shui)過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)。用菱鎂礦作為原料時(shi)有一(yi)個(ge)(ge)脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)包括兩個(ge)(ge)方(fang)面。一(yi)方(fang)面是菱鎂礦石的(de)熱分(fen)解，菱鎂礦石的(de)主(zhu)要成(cheng)分(fen)是碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面(mian)，由于在電熔過程中往往在原(yuan)料氧化鎂中加入石墨(mo)粉末(mo)添加物(wu)(助(zhu)劑)，在電熔爐起動過程中需在三電極(石墨(mo)電極)的下端用石墨(mo)粉末(mo)鋪成(cheng)三角形(xing)(xing)或星形(xing)(xing)導線路，在通電過程中受熱燒損或完(wan)全(quan)燃(ran)燒除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)(hua)過(guo)程。熔化(hua)(hua)(hua)過(guo)程即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離子(zi)和氧(yang)(yang)離子(zi)在(zai)強(qiang)電(dian)弧產生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)(re)能(neng)(neng)(neng)作用(yong)(yong)下，克服單(dan)晶(jing)體中(zhong)的(de)(de)晶(jing)格能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)束(shu)縛，變(bian)成能(neng)(neng)(neng)自由運動的(de)(de)過(guo)程。也就(jiu)是說(shuo)，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加(jia)熱(re)(re)(re)到一定溫度(熔點)就(jiu)會由固(gu)體變(bian)成液(ye)體，叫熔化(hua)(hua)(hua)。在(zai)這一過(guo)程中(zhong)需消(xiao)耗(hao)(hao)大量(liang)的(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)(neng)。據電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)(sheng)(sheng)產者對用(yong)(yong)水(shui)鎂(mei)(mei)石作原料生(sheng)(sheng)(sheng)產電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)(re)(re)平(ping)衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)比例如下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)體生(sheng)(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散(san)熱(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走(zou)熱(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)(neng)損失值(zhi)3.2%，從這些統計數據可以看出，在(zai)電(dian)熔