電弧熔(rong)爐生產電熔(rong)氧化鎂的工藝流程主要包括：原料配料、電弧熔(rong)融、破碎、選別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選、分(fen)類包裝等。

(1)原料

我國有豐富(fu)的優質菱鎂(mei)(mei)礦石，氧化鎂(mei)(mei)含量(liang)高，又易于(yu)開采(cai)(cai)，因此(ci)，被廣泛用作(zuo)電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)的原(yuan)料(liao)(liao)。采(cai)(cai)用菱鎂(mei)(mei)石作(zuo)原(yuan)料(liao)(liao)，碳酸鎂(mei)(mei)分解產生CO2氣體，由于(yu)有大量(liang)氣體從爐內排出影響著電(dian)熔(rong)過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)結晶帶(dai)的(de)形成均(jun)有(you)不利影響(xiang)，由于大(da)量塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗和(he)能量消耗增高，也惡(e)化(hua)(hua)了車(che)間生產環(huan)境。但由于優質(zhi)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石容易(yi)獲(huo)得，價(jia)格很(hen)低廉，所以，仍(reng)是我國電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)用(yong)得最(zui)多最(zui)廣泛(fan)的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石中(zhong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)含量(liang)高低和化學成分(fen)直接影響到電熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)，同時在電熔過(guo)程中(zhong)也直接影響到電熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)得到的(de)品級比(bi)例(li)，因(yin)此，為了保證電熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)和品級比(bi)例(li)，必(bi)須對各種礦石進(jin)行適當的(de)配比(bi)后進(jin)行熔煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)。我(wo)國的遼寧(ning)省水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的礦源(yuan)非常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)中氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)。它也是(shi)一種制造電熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的原料，部分(fen)地區(qu)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的化(hua)(hua)學(xue)成分(fen)見(jian)表(biao)2。

表2水鎂石的化學(xue)成分(fen)/%

③輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。以輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)原(yuan)料，可以使生產環境得到改善，可以降低運輸費(fei)用。由(you)于電(dian)熔時排出氣體少，成分也較均勻，對提高電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)質量有利。

我(wo)國有(you)一(yi)些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)以(yi)輕燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)制成(cheng)球料入(ru)爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)。輕燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)氧(yang)化鎂(mei)(mei)含(han)量(liang)達到98%，以(yi)此料能生(sheng)(sheng)產(chan)出白(bai)色(se)大結晶(jing)電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)。但由于成(cheng)球費用高，影(ying)響生(sheng)(sheng)產(chan)成(cheng)本。目前，有(you)的(de)(de)廠(chang)家采用反射爐(lu)輕燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)，以(yi)一(yi)定的(de)(de)粒度加入(ru)熔(rong)(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量(liang)比用菱鎂(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本又(you)比用球料作原料時便宜，因而得到了(le)一(yi)定的(de)(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)了(le)某些電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)特(te)殊要求，有時(shi)必(bi)須(xu)在(zai)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)過程(cheng)中采用(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂作為(wei)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)原料，如(ru)采用(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)砂作為(wei)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)原料，一般首先利用(yong)處理海水和石灰乳作用(yong)生產氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成(cheng)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)其他方(fang)法也(ye)可以制(zhi)得(de)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見(jian)工業氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)制(zhi)取方(fang)法)，采用(yong)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作為(wei)原料生產電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研究(jiu)認為(wei)，極少量(liang)(liang)的(de)(de)(de)雜質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)體的(de)(de)(de)雜質(zhi)，可明顯影響(xiang)晶(jing)粒(li)的(de)(de)(de)長大。因為(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作用(yong)在(zai)于增加晶(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)運動(dong)所(suo)需的(de)(de)(de)能量(liang)(liang)。當(dang)晶(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)體能量(liang)(liang)降低，其降低量(liang)(liang)與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)(jie)面積(ji)成(cheng)正比，所(suo)以必(bi)須(xu)提(ti)高晶(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)能，晶(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)才能離開第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)繼續(xu)運動(dong)。并且(qie)當(dang)晶(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)(jie)面積(ji)相(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)必(bi)須(xu)變形，第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈多，晶(jing)粒(li)長大的(de)(de)(de)極限尺寸(cun)愈小。

另一(yi)方面為了(le)降(jiang)低電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的顯(xian)氣孔率，也應盡(jin)量減少原料氧(yang)化鎂(mei)(mei)的氣體排出，因此，采(cai)用燒結鎂(mei)(mei)砂電(dian)熔(rong)(rong)有(you)其(qi)顯(xian)著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的(de)化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原子(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)力學(xue)本(ben)性(xing)如離子(zi)(zi)(zi)半(ban)徑的(de)(de)尺(chi)寸(cun)，離子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電位(wei)數值，離子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)外(wai)層結(jie)構(gou)等(deng)相關聯。而氧化鎂的(de)(de)離子(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)、質量(liang)和(he)電荷、陽離子(zi)(zi)(zi)和(he)陰離子(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)結(jie)合(he)特性(xing)和(he)強度、離子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極化作用、結(jie)晶(jing)構(gou)造等(deng)決定它是一高熔點化合(he)物。

氧化(hua)鎂的熔(rong)點和(he)結構參(can)數(shu)：陽離(li)子(zi)半(ban)(ban)徑(jing)0.074mm;陰離(li)子(zi)半(ban)(ban)徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂制(zhi)造(zao)的最重要過程(cheng)是由(you)各(ge)(ge)種(zhong)(zhong)鎂質原料(liao)，通(tong)過各(ge)(ge)種(zhong)(zhong)形式的加熱(re)方法(fa)(fa)(fa)產(chan)生(sheng)高(gao)溫(wen)使鎂質材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)，變(bian)成氧(yang)化(hua)(hua)鎂熔(rong)(rong)體。要使氧(yang)化(hua)(hua)鎂熔(rong)(rong)融，必須消耗大量的熱(re)能，以(yi)克服(fu)離子間的引力。通(tong)過強大電弧產(chan)生(sheng)高(gao)溫(wen)而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂的方法(fa)(fa)(fa)叫做電弧熔(rong)(rong)融法(fa)(fa)(fa)。這個(ge)融化(hua)(hua)過程(cheng)一(yi)般包括熱(re)的傳導、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)、析(xi)晶、晶體長大等一(yi)系列物理化(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)的過程(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)過程(cheng)。用水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石作原(yuan)料有一脫(tuo)水(shui)過程(cheng)。水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石的(de)主要成分是氫氧化鎂(mei)(mei)(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過(guo)程(cheng)。用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦作為原料時有一個脫碳(tan)過(guo)程(cheng)，脫碳(tan)過(guo)程(cheng)包(bao)括兩個方面(mian)。一方面(mian)是菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)的(de)熱分(fen)(fen)解，菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)的(de)主要成分(fen)(fen)是碳(tan)酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一(yi)方面，由于在電(dian)熔(rong)過程(cheng)中(zhong)往(wang)往(wang)在原(yuan)料氧化鎂中(zhong)加入石(shi)墨(mo)粉末(mo)添加物(wu)(助(zhu)劑)，在電(dian)熔(rong)爐起動過程(cheng)中(zhong)需在三電(dian)極(石(shi)墨(mo)電(dian)極)的下端用石(shi)墨(mo)粉末(mo)鋪成三角形或星形導(dao)線路，在通電(dian)過程(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)化過(guo)程(cheng)。熔(rong)化過(guo)程(cheng)即氧化鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離子和氧離子在(zai)強電(dian)(dian)(dian)弧產(chan)生的(de)(de)(de)熱能(neng)作用下，克服單晶體(ti)中的(de)(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)(de)束縛(fu)，變成(cheng)能(neng)自(zi)由(you)(you)運動的(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)。也就(jiu)是說(shuo)，氧化鎂(mei)(mei)加熱到一(yi)定溫度(熔(rong)點)就(jiu)會由(you)(you)固(gu)體(ti)變成(cheng)液(ye)體(ti)，叫熔(rong)化。在(zai)這一(yi)過(guo)程(cheng)中需消(xiao)耗(hao)(hao)大(da)量的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)能(neng)。據電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)生產(chan)者對(dui)用水鎂(mei)(mei)石作原料生產(chan)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)熱平衡的(de)(de)(de)衡算，熱消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)(de)比例如下：氧化鎂(mei)(mei)晶體(ti)生成(cheng)熱消(xiao)耗(hao)(hao)值34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱值15.3%，散砂生成(cheng)熱耗(hao)(hao)值3.0%，冷(leng)卻(que)水耗(hao)(hao)熱值8.4%，冷(leng)卻(que)爐殼(ke)的(de)(de)(de)水耗(hao)(hao)熱值7.9%，爐子表面(mian)散熱值6.4%，煙氣帶走熱值28.8%。電(dian)(dian)(dian)能(neng)損失值3.2%，從這些統計數(shu)據可以看出，在(zai)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)