電弧(hu)熔爐生產(chan)電熔氧化鎂的工藝流程主要包括(kuo)：原料配料、電弧(hu)熔融、破碎、選別、粉(fen)碎、篩別、磁選、分類包裝等。

(1)原料

我(wo)國有(you)豐富的優質菱鎂(mei)礦石(shi)，氧(yang)化鎂(mei)含量(liang)高，又易于開采，因(yin)此，被廣泛用作(zuo)電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)的原料(liao)。采用菱鎂(mei)石(shi)作(zuo)原料(liao)，碳酸(suan)鎂(mei)分解產生CO2氣體(ti)，由于有(you)大量(liang)氣體(ti)從爐內排(pai)出(chu)影響(xiang)著電(dian)熔過程(cheng)的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)的結晶帶的形(xing)成均有不(bu)利影響，由于大量塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗和(he)能量消耗增高(gao)，也惡化了車(che)間生(sheng)產環境。但由于優質菱鎂(mei)礦石(shi)容易獲得(de)，價格很(hen)低廉(lian)，所以，仍是我國電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)用(yong)得(de)最多最廣泛的原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)礦石中氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)含量高低(di)和化(hua)學成分直(zhi)接影響到(dao)電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量，同時在電熔過程中也直(zhi)接影響到(dao)電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)得到(dao)的(de)品級比(bi)(bi)例，因此，為了保證電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量和品級比(bi)(bi)例，必須對各種礦石進(jin)行適當的(de)配比(bi)(bi)后進(jin)行熔煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)石。我(wo)國的遼寧省水(shui)鎂(mei)石的礦源(yuan)非(fei)常豐富，水(shui)鎂(mei)石中氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量高于(yu)菱鎂(mei)礦石。它(ta)也是一種制(zhi)造電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的原料(liao)，部分(fen)地區水(shui)鎂(mei)石的化(hua)學(xue)成分(fen)見表2。

表2水鎂石的化學(xue)成(cheng)分/%

③輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂。以輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂作為電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂原料，可以使生產環境得到改善，可以降低(di)運輸費用。由于電(dian)熔(rong)(rong)時(shi)排出(chu)氣(qi)體少，成分也較均勻，對提高(gao)電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂質量有(you)利。

我國有一些電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以(yi)(yi)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制成(cheng)(cheng)球(qiu)料(liao)(liao)(liao)(liao)入爐(lu)(lu)電(dian)熔(rong)。輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量(liang)達到98%，以(yi)(yi)此料(liao)(liao)(liao)(liao)能生(sheng)產(chan)出(chu)白(bai)色(se)大結晶電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但由(you)于成(cheng)(cheng)球(qiu)費用(yong)(yong)高，影(ying)響生(sheng)產(chan)成(cheng)(cheng)本。目前，有的(de)(de)廠家采用(yong)(yong)反射爐(lu)(lu)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以(yi)(yi)一定(ding)的(de)(de)粒度加入熔(rong)爐(lu)(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)質量(liang)比用(yong)(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石好，成(cheng)(cheng)本又比用(yong)(yong)球(qiu)料(liao)(liao)(liao)(liao)作原料(liao)(liao)(liao)(liao)時(shi)便宜(yi)，因(yin)而(er)得到了一定(ding)的(de)(de)推廣(guang)。

④燒(shao)(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了某些(xie)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)特(te)殊要(yao)求，有時必(bi)須(xu)(xu)在電(dian)熔(rong)過程中采(cai)(cai)用(yong)(yong)燒(shao)(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)(yuan)料，如采(cai)(cai)用(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)(yuan)料，一般首先利用(yong)(yong)處理海水和石灰乳作(zuo)用(yong)(yong)生產氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)(shao)(shao)成(cheng)(cheng)輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方法也可以制得輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)制取方法)，采(cai)(cai)用(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原(yuan)(yuan)料生產電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲(si)脫(tuo)(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研(yan)究認為(wei)(wei)，極(ji)(ji)少量的(de)雜質氣體(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)體的(de)雜質，可明顯(xian)影響(xiang)晶(jing)(jing)粒(li)的(de)長(chang)大。因(yin)為(wei)(wei)雜質相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)用(yong)(yong)在于增加(jia)晶(jing)(jing)界運動(dong)所(suo)需的(de)能(neng)量。當晶(jing)(jing)界與第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)(jing)體能(neng)量降低，其降低量與第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積(ji)成(cheng)(cheng)正比，所(suo)以必(bi)須(xu)(xu)提高晶(jing)(jing)界能(neng)，晶(jing)(jing)界才能(neng)離(li)開第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼(ji)續運動(dong)。并且當晶(jing)(jing)界與第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，與第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)界必(bi)須(xu)(xu)變形，第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量愈多，晶(jing)(jing)粒(li)長(chang)大的(de)極(ji)(ji)限尺寸愈小。

另一方面為(wei)了降低(di)電熔凝氧化鎂的顯氣孔率(lv)，也應盡量(liang)減(jian)少原料氧化鎂的氣體排(pai)出(chu)，因此，采(cai)用燒結(jie)鎂砂電熔有其顯著(zhu)優點(dian)。

⑤電(dian)熔(rong)氧化鎂單晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是同(tong)原子(zi)(zi)(zi)和(he)分(fen)子(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)力(li)學本性如離子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺(chi)寸，離子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)位數值(zhi)，離子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)外層結(jie)構等(deng)相關(guan)聯。而氧(yang)化鎂的(de)離子(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸、質量和(he)電(dian)荷、陽離子(zi)(zi)(zi)和(he)陰離子(zi)(zi)(zi)之間的(de)結(jie)合特性和(he)強度、離子(zi)(zi)(zi)的(de)極化作用(yong)、結(jie)晶構造等(deng)決定它(ta)是一高熔點(dian)化合物。

氧化(hua)鎂的熔點(dian)和結構(gou)(gou)參數(shu)：陽離子半徑(jing)0.074mm;陰離子半徑(jing)0.53mm;結構(gou)(gou)類(lei)型NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)最重要過程是由各(ge)種(zhong)鎂(mei)(mei)質(zhi)原(yuan)料，通(tong)過各(ge)種(zhong)形式的(de)加(jia)熱(re)(re)方法產(chan)生高溫使鎂(mei)(mei)質(zhi)材料(MgO)熔化(hua)(hua)(hua)，變(bian)成(cheng)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔體。要使氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔融(rong)，必須(xu)消(xiao)耗大量的(de)熱(re)(re)能，以克服離子間的(de)引力。通(tong)過強大電(dian)弧(hu)產(chan)生高溫而熔化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)方法叫做電(dian)弧(hu)熔融(rong)法。這(zhe)個融(rong)化(hua)(hua)(hua)過程一般(ban)包(bao)括熱(re)(re)的(de)傳導、脫水、脫碳、熔化(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體長大等一系列物(wu)理化(hua)(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)(hua)的(de)過程。

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

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程(cheng)。用(yong)菱鎂礦(kuang)作(zuo)為原料時(shi)有一(yi)個脫碳(tan)過程(cheng)，脫碳(tan)過程(cheng)包括(kuo)兩(liang)個方面。一(yi)方面是菱鎂礦(kuang)石的熱分(fen)解，菱鎂礦(kuang)石的主(zhu)要成分(fen)是碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由(you)于在(zai)電熔過程中(zhong)往往在(zai)原料氧化鎂中(zhong)加入石(shi)墨粉(fen)末添(tian)加物(助劑)，在(zai)電熔爐起動過程中(zhong)需在(zai)三(san)電極(石(shi)墨電極)的(de)下端用石(shi)墨粉(fen)末鋪成三(san)角形或星形導線路，在(zai)通電過程中(zhong)受(shou)熱燒損或完全燃燒除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)即氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)(mei)(mei)離子和(he)氧離子在強(qiang)電(dian)弧產生的(de)(de)(de)(de)熱能(neng)作用(yong)下，克服單晶(jing)體(ti)中的(de)(de)(de)(de)晶(jing)格能(neng)的(de)(de)(de)(de)束縛，變成(cheng)能(neng)自由運動的(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)。也就是說，氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)加熱到一定溫度(du)(熔(rong)(rong)點)就會由固(gu)體(ti)變成(cheng)液體(ti)，叫(jiao)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)。在這一過(guo)(guo)程(cheng)中需(xu)消耗(hao)大(da)量的(de)(de)(de)(de)電(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)生產者(zhe)對用(yong)水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石作原(yuan)料生產電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)熱平(ping)衡(heng)的(de)(de)(de)(de)衡(heng)算(suan)，熱消耗(hao)的(de)(de)(de)(de)比例(li)如(ru)下：氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)晶(jing)體(ti)生成(cheng)熱消耗(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)熱值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生成(cheng)熱耗(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水耗(hao)熱值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)(de)(de)(de)水耗(hao)熱值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表(biao)面散熱值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這些統計(ji)數據(ju)可以(yi)看出(chu)，在電(dian)熔(rong)(rong)