電弧熔(rong)爐(lu)生產電熔(rong)氧化鎂的工藝流程主要包括：原(yuan)料(liao)配料(liao)、電弧熔(rong)融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁(ci)選、分類包裝(zhuang)等。

(1)原料

我(wo)國有豐(feng)富的(de)優(you)質菱(ling)鎂礦石，氧(yang)化鎂含量高，又(you)易于開采(cai)，因此，被廣泛用作(zuo)電熔氧(yang)化鎂的(de)原(yuan)料(liao)。采(cai)用菱(ling)鎂石作(zuo)原(yuan)料(liao)，碳酸鎂分解(jie)產生CO2氣體，由于有大量氣體從爐(lu)內排出影(ying)響著電熔過程的(de)進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)結晶帶(dai)的(de)形(xing)成均(jun)有不利影響，由于(yu)大量(liang)塵料飛損(sun)，使物料損(sun)耗和能量(liang)消耗增(zeng)高(gao)，也(ye)惡化(hua)了車間生產環境(jing)。但由于(yu)優質(zhi)菱鎂(mei)礦石容易(yi)獲得(de)，價(jia)格很(hen)低廉，所(suo)以，仍(reng)是我國電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)用得(de)最多(duo)最廣泛的(de)原(yuan)料。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)。菱鎂礦(kuang)石中氧化(hua)鎂的(de)(de)含(han)量(liang)高低和(he)(he)化(hua)學成(cheng)分直接(jie)影響到(dao)(dao)電熔凝氧化(hua)鎂的(de)(de)質量(liang)，同時在電熔過程中也直接(jie)影響到(dao)(dao)電熔凝氧化(hua)鎂得(de)到(dao)(dao)的(de)(de)品級比(bi)(bi)例(li)，因此(ci)，為(wei)了保證電熔凝氧化(hua)鎂的(de)(de)質量(liang)和(he)(he)品級比(bi)(bi)例(li)，必須對各(ge)種礦(kuang)石進行(xing)(xing)適當的(de)(de)配(pei)比(bi)(bi)后進行(xing)(xing)熔煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)。我國的遼寧省(sheng)水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的礦源非常豐富(fu)，水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)中(zhong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量高(gao)于(yu)菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)。它(ta)也(ye)是(shi)一種制造電熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的原料，部(bu)分地(di)區水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的化(hua)(hua)學成分見表2。

表2水(shui)鎂(mei)石的化學成分/%

③輕燒氧(yang)化(hua)鎂。以(yi)輕燒氧(yang)化(hua)鎂作(zuo)為電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂原(yuan)料，可(ke)以(yi)使(shi)生(sheng)產環(huan)境得到(dao)改善(shan)，可(ke)以(yi)降低運輸費用。由(you)于電熔(rong)時排出氣體少，成分也較(jiao)均勻，對提高電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂質量有利。

我國有(you)一(yi)些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制成(cheng)球料入(ru)爐(lu)(lu)電(dian)(dian)熔(rong)。輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量達到98%，以此料能生(sheng)產出白色(se)大結晶電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)球費用高，影響生(sheng)產成(cheng)本。目前，有(you)的(de)廠家(jia)采用反射爐(lu)(lu)輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以一(yi)定(ding)的(de)粒度加入(ru)熔(rong)爐(lu)(lu)電(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質量比(bi)用菱鎂(mei)礦(kuang)石好，成(cheng)本又比(bi)用球料作原(yuan)料時便(bian)宜，因而(er)得到了一(yi)定(ding)的(de)推廣(guang)。

④燒結(jie)鎂(mei)砂。為(wei)(wei)(wei)了(le)某些電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)特殊要求，有時(shi)必須(xu)在電熔(rong)過程(cheng)中采用(yong)燒結(jie)鎂(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)電熔(rong)原(yuan)料，如采用(yong)海(hai)水鎂(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)電熔(rong)原(yuan)料，一般首(shou)先利用(yong)處(chu)理海(hai)水和石灰(hui)乳作(zuo)(zuo)用(yong)生產(chan)氫氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，將(jiang)氫氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)煅燒成輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。用(yong)其他方法(fa)也可(ke)以制(zhi)得輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)制(zhi)取方法(fa))，采用(yong)輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)原(yuan)料生產(chan)電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉(la)特爾(Ruttere)等研究認(ren)為(wei)(wei)(wei)，極少量的(de)(de)雜(za)質(zhi)氣體(ti)(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶體(ti)(ti)的(de)(de)雜(za)質(zhi)，可(ke)明顯影響晶粒(li)的(de)(de)長大。因(yin)為(wei)(wei)(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)在于增(zeng)加(jia)晶界(jie)(jie)運動(dong)所需的(de)(de)能量。當(dang)晶界(jie)(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，晶體(ti)(ti)能量降低，其降低量與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積成正比，所以必須(xu)提高晶界(jie)(jie)能，晶界(jie)(jie)才能離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動(dong)。并(bing)且當(dang)晶界(jie)(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶界(jie)(jie)必須(xu)變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量愈多，晶粒(li)長大的(de)(de)極限尺(chi)寸愈小。

另一方面為了降低電熔凝氧(yang)化鎂的(de)顯(xian)氣(qi)孔率(lv)，也應盡(jin)量減少原料氧(yang)化鎂的(de)氣(qi)體排(pai)出，因此，采用燒結鎂砂電熔有其顯(xian)著優(you)點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單(dan)晶(jing)的化(hua)學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原子(zi)和(he)分子(zi)的(de)(de)(de)(de)量子(zi)力學本性(xing)如(ru)離子(zi)半徑的(de)(de)(de)(de)尺寸，離子(zi)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)位(wei)數值，離子(zi)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)外層(ceng)結構(gou)等相關聯。而氧化鎂的(de)(de)(de)(de)離子(zi)尺寸、質(zhi)量和(he)電(dian)(dian)荷、陽離子(zi)和(he)陰離子(zi)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)結合特性(xing)和(he)強(qiang)度(du)、離子(zi)的(de)(de)(de)(de)極化作用、結晶構(gou)造等決定它是一(yi)高熔點(dian)化合物。

氧化鎂的熔(rong)點和結構(gou)參數(shu)：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑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(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制造的最重(zhong)要(yao)(yao)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)是由(you)各(ge)種(zhong)鎂(mei)質(zhi)(zhi)原料(liao)，通(tong)過(guo)(guo)各(ge)種(zhong)形式的加熱(re)方(fang)法(fa)產(chan)生(sheng)高(gao)溫使鎂(mei)質(zhi)(zhi)材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)，變成氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體。要(yao)(yao)使氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融，必須消耗大(da)量的熱(re)能，以(yi)克服離子間的引力(li)。通(tong)過(guo)(guo)強大(da)電(dian)弧產(chan)生(sheng)高(gao)溫而(er)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的方(fang)法(fa)叫做電(dian)弧熔(rong)(rong)融法(fa)。這個融化(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)一(yi)般包(bao)括熱(re)的傳導、脫水(shui)、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)、析(xi)晶、晶體長大(da)等一(yi)系列物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。

①脫水過程(cheng)。用水鎂(mei)石(shi)(shi)作原料有一脫水過程(cheng)。水鎂(mei)石(shi)(shi)的主要成分是(shi)氫(qing)氧化(hua)鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水過程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程(cheng)。用(yong)菱(ling)(ling)鎂(mei)礦(kuang)作為原料時有一個(ge)脫碳(tan)過程(cheng)，脫碳(tan)過程(cheng)包括兩(liang)個(ge)方(fang)面(mian)。一方(fang)面(mian)是(shi)菱(ling)(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)的熱分解，菱(ling)(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)的主(zhu)要成(cheng)分是(shi)碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由于(yu)在電(dian)熔(rong)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)往往在原料(liao)氧化鎂(mei)中(zhong)加入(ru)石墨(mo)(mo)粉(fen)末添加物(助劑)，在電(dian)熔(rong)爐起動過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)需在三(san)電(dian)極(石墨(mo)(mo)電(dian)極)的下端用石墨(mo)(mo)粉(fen)末鋪成三(san)角形或星形導(dao)線路，在通電(dian)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)受(shou)熱燒(shao)損或完全燃燒(shao)除(chu)去石墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離子(zi)和氧(yang)(yang)離子(zi)在(zai)強電(dian)弧產生(sheng)的(de)(de)熱(re)能(neng)(neng)作用下，克服單晶體(ti)中的(de)(de)晶格(ge)能(neng)(neng)的(de)(de)束縛，變(bian)成能(neng)(neng)自由運動的(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)。也就是說(shuo)，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)到一定溫度(熔(rong)點)就會由固體(ti)變(bian)成液(ye)體(ti)，叫(jiao)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)。在(zai)這一過(guo)程(cheng)(cheng)中需(xu)消耗(hao)(hao)大量的(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)產者對用水(shui)鎂(mei)(mei)石作原料生(sheng)產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)消耗(hao)(hao)的(de)(de)比例如下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶體(ti)生(sheng)成熱(re)消耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成熱(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散熱(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損(sun)失值(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這些統計數(shu)據可以看(kan)出，在(zai)電(dian)熔(rong)