電弧熔(rong)爐生產電熔(rong)氧化(hua)鎂的(de)工(gong)藝流程主要包括：原料(liao)配料(liao)、電弧熔(rong)融、破碎、選別(bie)、粉碎、篩(shai)別(bie)、磁選、分類包裝等。

(1)原料

我國(guo)有(you)豐富的優質菱鎂礦石，氧化鎂含量高，又易(yi)于開采(cai)，因此，被廣泛用作電熔(rong)氧化鎂的原(yuan)料(liao)。采(cai)用菱鎂石作原(yuan)料(liao)，碳酸鎂分解產(chan)生CO2氣體(ti)，由(you)于有(you)大量氣體(ti)從(cong)爐內排出影響(xiang)著電熔(rong)過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)(de)結(jie)晶帶的(de)(de)形成均有不(bu)利影響，由(you)于大量(liang)塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗(hao)和能量(liang)消耗(hao)增高，也惡化了(le)車間生產(chan)環境。但由(you)于優質菱鎂(mei)礦石容易獲得，價格(ge)很低廉，所(suo)以，仍是(shi)我國電熔氧(yang)(yang)化鎂(mei)用(yong)得最(zui)多最(zui)廣泛的(de)(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)石中氧化(hua)鎂(mei)的含量(liang)高低(di)和化(hua)學成分直接影(ying)響到電(dian)(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)的質量(liang)，同時在電(dian)(dian)熔過程中也直接影(ying)響到電(dian)(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)得(de)到的品(pin)級比例，因(yin)此，為了保證電(dian)(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)的質量(liang)和品(pin)級比例，必須對各種礦(kuang)石進(jin)行(xing)適當的配比后(hou)進(jin)行(xing)熔煉。

②水(shui)鎂石。我國的遼寧省(sheng)水(shui)鎂石的礦(kuang)源非常豐富，水(shui)鎂石中氧化(hua)鎂含量高于(yu)菱鎂礦(kuang)石。它也是一種制造(zao)電(dian)熔凝氧化(hua)鎂的原料，部分地區水(shui)鎂石的化(hua)學成分見表(biao)2。

表2水鎂(mei)石的化學成(cheng)分/%

③輕燒氧化(hua)鎂(mei)。以(yi)輕燒氧化(hua)鎂(mei)作為電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)原料(liao)，可(ke)以(yi)使生產(chan)環境得(de)到改善(shan)，可(ke)以(yi)降低運輸費用。由于電熔(rong)時排(pai)出氣體少，成分也較(jiao)均勻，對提高電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)質量有(you)利。

我國有一(yi)些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)以輕(qing)(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制成(cheng)(cheng)球(qiu)(qiu)料(liao)入爐電(dian)熔(rong)。輕(qing)(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)含(han)量達到98%，以此料(liao)能生產出白(bai)色大結晶電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。但(dan)由于成(cheng)(cheng)球(qiu)(qiu)費用高，影(ying)響(xiang)生產成(cheng)(cheng)本。目(mu)前，有的廠家采用反射爐輕(qing)(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)，以一(yi)定(ding)的粒度加入熔(rong)爐電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的質(zhi)量比用菱鎂(mei)礦石好，成(cheng)(cheng)本又比用球(qiu)(qiu)料(liao)作原(yuan)料(liao)時便宜，因而得(de)到了一(yi)定(ding)的推廣(guang)。

④燒(shao)結鎂(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)(wei)(wei)了某些電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的特(te)殊要求(qiu)，有時(shi)必(bi)須在(zai)電熔(rong)過程中采用(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)(wei)電熔(rong)原(yuan)料(liao)，如采用(yong)(yong)海(hai)水(shui)鎂(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)(wei)電熔(rong)原(yuan)料(liao)，一般首先利用(yong)(yong)處理(li)海(hai)水(shui)和(he)石(shi)灰乳(ru)作(zuo)用(yong)(yong)生產氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)，將(jiang)氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)煅燒(shao)成輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)其他方(fang)(fang)法也可(ke)(ke)以(yi)制得輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(詳見(jian)工(gong)業(ye)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的制取方(fang)(fang)法)，采用(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)(wei)原(yuan)料(liao)生產電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特(te)爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)(wei)(wei)(wei)，極(ji)少量(liang)(liang)(liang)的雜質氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)的雜質，可(ke)(ke)明顯影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒的長大。因為(wei)(wei)(wei)(wei)雜質相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的作(zuo)用(yong)(yong)在(zai)于增加晶(jing)(jing)(jing)(jing)界運動所需的能(neng)量(liang)(liang)(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界與(yu)第(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)能(neng)量(liang)(liang)(liang)降低，其降低量(liang)(liang)(liang)與(yu)第(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積(ji)成正(zheng)比，所以(yi)必(bi)須提高(gao)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界才能(neng)離開第(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動。并且當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界與(yu)第(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)第(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的晶(jing)(jing)(jing)(jing)界必(bi)須變(bian)形，第(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)(liang)(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒長大的極(ji)限尺寸愈小。

另(ling)一方面為了降低(di)電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的顯(xian)(xian)氣(qi)(qi)孔(kong)率(lv)，也應盡量減少原料氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的氣(qi)(qi)體排(pai)出，因此(ci)，采(cai)用燒結鎂(mei)砂電熔(rong)有(you)其顯(xian)(xian)著優(you)點。

⑤電熔氧(yang)化鎂單晶的化學原(yuan)料質量(liang)要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是(shi)同原子(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)力學本(ben)性(xing)如離(li)(li)子(zi)(zi)半徑的(de)尺(chi)寸，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電位數值，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)外層(ceng)結(jie)構(gou)等相(xiang)關聯。而(er)氧(yang)化(hua)鎂的(de)離(li)(li)子(zi)(zi)尺(chi)寸、質量和(he)(he)電荷(he)、陽(yang)離(li)(li)子(zi)(zi)和(he)(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)結(jie)合(he)特(te)性(xing)和(he)(he)強度(du)、離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)極化(hua)作用、結(jie)晶構(gou)造(zao)等決定它是(shi)一高(gao)熔點化(hua)合(he)物。

氧化鎂的熔點和結構參數：陽離(li)子(zi)半徑(jing)0.074mm;陰離(li)子(zi)半徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配位(wei)數6;有效配位(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂制造的(de)最重要過(guo)程(cheng)是(shi)由各種(zhong)鎂質(zhi)原料，通過(guo)各種(zhong)形(xing)式的(de)加熱方(fang)法產(chan)生(sheng)高(gao)溫使鎂質(zhi)材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變成(cheng)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂熔(rong)體(ti)。要使氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂熔(rong)融(rong)，必須消耗大量的(de)熱能(neng)，以(yi)克服離子間的(de)引力(li)。通過(guo)強(qiang)大電(dian)弧(hu)產(chan)生(sheng)高(gao)溫而熔(rong)化(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)方(fang)法叫做電(dian)弧(hu)熔(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)一般包括熱的(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)長大等一系列物(wu)理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)過(guo)程(cheng)。

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

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)過(guo)(guo)程。用(yong)菱鎂(mei)礦(kuang)作為原料(liao)時(shi)有一(yi)個脫碳(tan)(tan)過(guo)(guo)程，脫碳(tan)(tan)過(guo)(guo)程包括兩(liang)個方面。一(yi)方面是(shi)菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)的熱(re)分解，菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)的主要(yao)成分是(shi)碳(tan)(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)(zai)(zai)電(dian)熔(rong)過程中往往在(zai)(zai)(zai)原料氧化鎂中加入石墨(mo)粉(fen)末添加物(助(zhu)劑)，在(zai)(zai)(zai)電(dian)熔(rong)爐起(qi)動過程中需在(zai)(zai)(zai)三電(dian)極(石墨(mo)電(dian)極)的下端(duan)用石墨(mo)粉(fen)末鋪成三角(jiao)形或星形導線路，在(zai)(zai)(zai)通電(dian)過程中受(shou)熱燒損或完全燃燒除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)。熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)即(ji)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離(li)子(zi)和氧(yang)離(li)子(zi)在強電(dian)(dian)(dian)弧(hu)產生的(de)熱(re)能作(zuo)用(yong)下，克服單晶(jing)體中的(de)晶(jing)格能的(de)束縛，變成(cheng)能自由(you)運動的(de)過程(cheng)。也就(jiu)是說(shuo)，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)到一(yi)(yi)定溫(wen)度(熔(rong)(rong)(rong)(rong)點)就(jiu)會(hui)由(you)固體變成(cheng)液體，叫熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)。在這(zhe)一(yi)(yi)過程(cheng)中需消(xiao)耗(hao)大量的(de)電(dian)(dian)(dian)能。據電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生產者對用(yong)水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石作(zuo)原(yuan)料生產電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)熱(re)平衡的(de)衡算(suan)，熱(re)消(xiao)耗(hao)的(de)比例如(ru)下：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)體生成(cheng)熱(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生成(cheng)熱(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)(shui)耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)水(shui)(shui)耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面(mian)散熱(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶走(zou)熱(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)(dian)能損失值(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這(zhe)些統計數據可以看出(chu)，在電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)