電(dian)弧熔(rong)爐生(sheng)產電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)的工藝流(liu)程主(zhu)要包(bao)(bao)括：原(yuan)料配(pei)料、電(dian)弧熔(rong)融、破碎(sui)、選別、粉碎(sui)、篩別、磁選、分類(lei)包(bao)(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富的優(you)質(zhi)菱鎂(mei)(mei)礦石，氧化鎂(mei)(mei)含(han)量(liang)高，又(you)易于開采，因此，被廣泛用(yong)作電熔氧化鎂(mei)(mei)的原料(liao)。采用(yong)菱鎂(mei)(mei)石作原料(liao)，碳酸(suan)鎂(mei)(mei)分解產生CO2氣(qi)體，由(you)于有大量(liang)氣(qi)體從爐內(nei)排出影(ying)響著電熔過程(cheng)的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)結(jie)晶帶的(de)形成均(jun)有(you)不(bu)利影響，由(you)(you)于大量塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗和能量消(xiao)耗增高(gao)，也惡化(hua)(hua)了車(che)間生產環境。但由(you)(you)于優質菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石容易(yi)獲(huo)得，價(jia)格很低廉，所以，仍是我(wo)國電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)用得最(zui)(zui)多最(zui)(zui)廣(guang)泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)。菱鎂礦(kuang)石中氧(yang)化(hua)鎂的(de)含量(liang)高(gao)低和(he)化(hua)學成分直接影(ying)響到電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂的(de)質量(liang)，同時在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)過程中也直接影(ying)響到電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂得(de)到的(de)品級(ji)比(bi)(bi)例，因此，為了保證電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂的(de)質量(liang)和(he)品級(ji)比(bi)(bi)例，必須對各(ge)種礦(kuang)石進(jin)(jin)行適當的(de)配比(bi)(bi)后(hou)進(jin)(jin)行熔(rong)(rong)(rong)煉。

②水鎂石(shi)。我國(guo)的(de)遼寧省(sheng)水鎂石(shi)的(de)礦源非常豐富，水鎂石(shi)中氧化鎂含(han)量(liang)高于菱鎂礦石(shi)。它也(ye)是一種制造電熔凝氧化鎂的(de)原料，部(bu)分地區(qu)水鎂石(shi)的(de)化學成分見表2。

表2水鎂石的化(hua)學成分(fen)/%

③輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。以(yi)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)作為電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)原料(liao)，可(ke)以(yi)使生(sheng)產環(huan)境得到改(gai)善，可(ke)以(yi)降(jiang)低(di)運(yun)輸費用。由于電(dian)(dian)熔(rong)(rong)時排出氣(qi)體少(shao)，成分也(ye)較均勻，對提(ti)高電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)質(zhi)量有利(li)。

我國(guo)有(you)(you)一(yi)些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)以(yi)(yi)輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)制成球料(liao)入爐電(dian)熔(rong)。輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)含量(liang)達(da)到(dao)98%，以(yi)(yi)此料(liao)能生產出(chu)白色大結晶電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。但由于(yu)成球費用高，影響生產成本。目前，有(you)(you)的廠(chang)家采(cai)用反射爐輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，以(yi)(yi)一(yi)定(ding)的粒度加入熔(rong)爐電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的質量(liang)比用菱鎂(mei)礦石(shi)好，成本又比用球料(liao)作(zuo)原(yuan)料(liao)時便宜，因而得到(dao)了一(yi)定(ding)的推廣。

④燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)了某(mou)些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特殊(shu)要(yao)求(qiu)，有時必須在(zai)電(dian)熔(rong)過程中采(cai)用(yong)燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)原料(liao)，如采(cai)用(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)原料(liao)，一般首(shou)先(xian)利用(yong)處理海水和石(shi)灰乳(ru)作(zuo)用(yong)生(sheng)(sheng)產(chan)氫氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將(jiang)氫氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成(cheng)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)其(qi)他方(fang)法(fa)也可(ke)以(yi)制得輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制取方(fang)法(fa))，采(cai)用(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原料(liao)生(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)(deng)研究認為(wei)，極少(shao)量(liang)(liang)的(de)(de)雜質氣體(相(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)(jing)體的(de)(de)雜質，可(ke)明顯影(ying)響晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)長大(da)。因為(wei)雜質相(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)在(zai)于增加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)運動(dong)所需(xu)的(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)。當(dang)(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)體能(neng)量(liang)(liang)降(jiang)低，其(qi)降(jiang)低量(liang)(liang)與(yu)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積成(cheng)正比，所以(yi)必須提(ti)高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)才能(neng)離開第(di)(di)二相(xiang)(xiang)繼續運動(dong)。并且當(dang)(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積相(xiang)(xiang)等(deng)(deng)的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)必須變形，第(di)(di)二相(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)(jing)粒長大(da)的(de)(de)極限(xian)尺寸愈(yu)小。

另一方面(mian)為了降低電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)的顯氣孔率，也應盡(jin)量減少(shao)原料(liao)氧化(hua)鎂(mei)的氣體排出(chu)，因此，采用燒(shao)結鎂(mei)砂電(dian)(dian)熔(rong)有其顯著優(you)點。

⑤電熔氧化鎂單(dan)晶(jing)的化學原料質(zhi)量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是(shi)同原子(zi)和分子(zi)的(de)量(liang)子(zi)力學本(ben)性如(ru)離(li)(li)子(zi)半徑的(de)尺寸(cun)，離(li)(li)子(zi)的(de)電位數值(zhi)，離(li)(li)子(zi)的(de)電子(zi)外層結(jie)構等相(xiang)關聯。而氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)離(li)(li)子(zi)尺寸(cun)、質量(liang)和電荷、陽離(li)(li)子(zi)和陰離(li)(li)子(zi)之(zhi)間的(de)結(jie)合特性和強(qiang)度、離(li)(li)子(zi)的(de)極化(hua)(hua)作用、結(jie)晶構造等決定它是(shi)一(yi)高熔點化(hua)(hua)合物。

氧化鎂的熔(rong)點和結構(gou)參(can)數(shu)：陽離子半(ban)徑0.074mm;陰離子半(ban)徑0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)最重要過(guo)程是由各(ge)種(zhong)(zhong)鎂(mei)(mei)質(zhi)原料(liao)，通(tong)過(guo)各(ge)種(zhong)(zhong)形(xing)式(shi)的(de)加(jia)熱方(fang)法產(chan)生(sheng)高溫(wen)使鎂(mei)(mei)質(zhi)材料(liao)(MgO)熔化(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔體(ti)。要使氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔融，必須(xu)消耗大(da)量的(de)熱能，以克服(fu)離子間(jian)的(de)引力(li)。通(tong)過(guo)強大(da)電弧(hu)產(chan)生(sheng)高溫(wen)而熔化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)方(fang)法叫做電弧(hu)熔融法。這個融化(hua)(hua)過(guo)程一般(ban)包括熱的(de)傳導(dao)、脫水、脫碳(tan)、熔化(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)長(chang)大(da)等一系列物理(li)化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)過(guo)程。

①脫水(shui)(shui)(shui)過(guo)程。用(yong)水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)石作原料有一(yi)脫水(shui)(shui)(shui)過(guo)程。水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)石的主要成(cheng)分是氫(qing)氧(yang)化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)(shui)(shui)過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)(guo)(guo)程。用菱鎂礦(kuang)作為(wei)原料(liao)時有一個(ge)脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)(guo)(guo)程，脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)(guo)(guo)程包括(kuo)兩個(ge)方面(mian)。一方面(mian)是菱鎂礦(kuang)石的熱(re)分解，菱鎂礦(kuang)石的主要成分是碳(tan)(tan)酸(suan)鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于(yu)在(zai)電(dian)熔過程(cheng)中(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)原(yuan)料氧化鎂中(zhong)加入石(shi)墨粉末添加物(助劑)，在(zai)電(dian)熔爐起(qi)動過程(cheng)中(zhong)需在(zai)三(san)電(dian)極(石(shi)墨電(dian)極)的下端(duan)用石(shi)墨粉末鋪成三(san)角(jiao)形(xing)或星(xing)形(xing)導線路，在(zai)通電(dian)過程(cheng)中(zhong)受(shou)熱燒損或完全燃燒除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過程。熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過程即氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離(li)子(zi)(zi)和氧(yang)離(li)子(zi)(zi)在強電(dian)(dian)弧產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)作用(yong)下(xia)，克(ke)服單晶體中的(de)(de)(de)晶格(ge)能(neng)的(de)(de)(de)束縛，變(bian)成(cheng)能(neng)自由運動的(de)(de)(de)過程。也就是說，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)加(jia)熱(re)(re)(re)(re)到一定溫度(du)(熔(rong)點)就會由固(gu)體變(bian)成(cheng)液體，叫熔(rong)化(hua)(hua)(hua)。在這一過程中需消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)。據電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產(chan)者(zhe)對(dui)用(yong)水鎂(mei)石作原料(liao)生(sheng)產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)平衡(heng)(heng)的(de)(de)(de)衡(heng)(heng)算，熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)(de)比(bi)例(li)如下(xia)：氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)晶體生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻(que)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻(que)爐(lu)殼(ke)的(de)(de)(de)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)(zi)表面散(san)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據可以看出，在電(dian)(dian)熔(rong)