電(dian)弧熔爐生產電(dian)熔氧化鎂的工藝(yi)流程主(zhu)要包括：原料配料、電(dian)弧熔融、破碎、選別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選、分類(lei)包裝等。

(1)原料

我國有豐富的(de)優質菱(ling)鎂礦石，氧化鎂含量高，又易(yi)于開采(cai)，因此，被廣泛用作電(dian)熔(rong)氧化鎂的(de)原料。采(cai)用菱(ling)鎂石作原料，碳(tan)酸鎂分解產生CO2氣體，由于有大量氣體從爐內(nei)排出影(ying)響(xiang)著電(dian)熔(rong)過程的(de)進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)的結晶帶的形成(cheng)均有(you)不(bu)利影響，由(you)(you)于(yu)大量(liang)塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗和能量(liang)消耗增(zeng)高，也(ye)惡化(hua)了車間生產(chan)環境。但(dan)由(you)(you)于(yu)優質菱鎂(mei)礦石容易獲得(de)，價格很低廉(lian)，所以(yi)，仍是我國電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)用(yong)得(de)最多最廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石中(zhong)氧(yang)化鎂(mei)的(de)含量(liang)高低和(he)化學成分直接(jie)影響(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的(de)質(zhi)量(liang)，同時在電(dian)熔(rong)(rong)過程中(zhong)也直接(jie)影響(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)得(de)到(dao)的(de)品級比例，因(yin)此，為了保證(zheng)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的(de)質(zhi)量(liang)和(he)品級比例，必須對各種礦石進行適(shi)當的(de)配比后進行熔(rong)(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石。我國的(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)礦(kuang)源非常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)石中氧化鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石。它也是一種制造(zao)電熔凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)原料(liao)，部(bu)分地區水(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)化學(xue)成分見表(biao)2。

表2水(shui)鎂石的化(hua)學成(cheng)分/%

③輕燒(shao)氧化鎂。以(yi)輕燒(shao)氧化鎂作為(wei)電熔氧化鎂原(yuan)料，可以(yi)使生產環(huan)境(jing)得到改善，可以(yi)降低運輸費(fei)用。由于電熔時排(pai)出氣體少，成分也較均勻，對提高電熔氧化鎂質量有(you)利。

我國(guo)有(you)一(yi)些電熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)以輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制(zhi)成(cheng)球(qiu)料入(ru)(ru)爐電熔。輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量達到(dao)98%，以此料能生(sheng)產出白色大(da)結晶電熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)費用(yong)(yong)(yong)高，影響(xiang)生(sheng)產成(cheng)本(ben)。目前，有(you)的(de)廠家采用(yong)(yong)(yong)反(fan)射爐輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，以一(yi)定(ding)的(de)粒度加入(ru)(ru)熔爐電熔，電熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量比用(yong)(yong)(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)好，成(cheng)本(ben)又比用(yong)(yong)(yong)球(qiu)料作原料時(shi)便(bian)宜，因而得到(dao)了一(yi)定(ding)的(de)推廣。

④燒結鎂(mei)砂。為了某些電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)的特(te)殊(shu)要(yao)求，有時(shi)必須(xu)在(zai)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)過程中采(cai)用燒結鎂(mei)砂作(zuo)(zuo)為電(dian)(dian)(dian)熔(rong)原料，如采(cai)用海(hai)水鎂(mei)砂作(zuo)(zuo)為電(dian)(dian)(dian)熔(rong)原料，一般首先利用處理(li)海(hai)水和石(shi)灰乳作(zuo)(zuo)用生產氫氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)煅燒成輕燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)。用其他方(fang)(fang)法(fa)(fa)也可以(yi)制得輕燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)的制取方(fang)(fang)法(fa)(fa))，采(cai)用輕燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)作(zuo)(zuo)為原料生產電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研(yan)究認為，極(ji)少量(liang)的雜(za)質氣體(相(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)體的雜(za)質，可明顯影響(xiang)晶(jing)粒的長大(da)。因(yin)為雜(za)質相(xiang)(xiang)的作(zuo)(zuo)用在(zai)于增加晶(jing)界(jie)運(yun)動所需的能量(liang)。當晶(jing)界(jie)與第(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)體能量(liang)降低(di)，其降低(di)量(liang)與第(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截面(mian)積成正比，所以(yi)必須(xu)提高晶(jing)界(jie)能，晶(jing)界(jie)才能離開第(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)繼續(xu)運(yun)動。并且當晶(jing)界(jie)與第(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，與第(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截面(mian)積相(xiang)(xiang)等的晶(jing)界(jie)必須(xu)變形，第(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)愈(yu)多，晶(jing)粒長大(da)的極(ji)限尺(chi)寸愈(yu)小。

另一方面為了降低電熔凝(ning)氧化鎂(mei)的顯氣孔(kong)率，也應盡量減少(shao)原料(liao)氧化鎂(mei)的氣體排(pai)出，因此(ci)，采用(yong)燒結鎂(mei)砂電熔有其顯著優點。

⑤電(dian)熔氧(yang)化鎂單晶(jing)的化學原(yuan)料質量(liang)要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是同原(yuan)子和分子的(de)(de)(de)(de)量子力學本性如離(li)子半徑(jing)的(de)(de)(de)(de)尺寸(cun)，離(li)子的(de)(de)(de)(de)電位數值(zhi)，離(li)子的(de)(de)(de)(de)電子外(wai)層(ceng)結(jie)(jie)構(gou)(gou)等相關(guan)聯。而氧(yang)化鎂的(de)(de)(de)(de)離(li)子尺寸(cun)、質(zhi)量和電荷、陽離(li)子和陰(yin)離(li)子之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)合特(te)性和強度、離(li)子的(de)(de)(de)(de)極化作用、結(jie)(jie)晶構(gou)(gou)造等決定它是一高熔點化合物。

氧化鎂的熔點和(he)結(jie)構參數：陽離(li)子半徑(jing)0.074mm;陰離(li)子半徑(jing)0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)制(zhi)造(zao)的(de)最(zui)重要(yao)過程是由各(ge)種鎂(mei)質(zhi)原料，通過各(ge)種形式(shi)的(de)加熱方法(fa)產(chan)生(sheng)高(gao)溫使(shi)(shi)鎂(mei)質(zhi)材料(MgO)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)，變(bian)成氧化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)(rong)體。要(yao)使(shi)(shi)氧化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)(rong)融，必須消耗大(da)量的(de)熱能，以克服離(li)子間的(de)引力。通過強大(da)電(dian)弧產(chan)生(sheng)高(gao)溫而熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)方法(fa)叫做電(dian)弧熔(rong)(rong)(rong)融法(fa)。這個(ge)融化(hua)(hua)過程一般包括熱的(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大(da)等一系列物理化(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)的(de)過程。

①脫(tuo)(tuo)水(shui)(shui)過程。用(yong)水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)作原料有一脫(tuo)(tuo)水(shui)(shui)過程。水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的主要成分是氫氧化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)(tuo)水(shui)(shui)過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過(guo)程。用菱鎂礦作為原料時有一個(ge)(ge)脫碳(tan)過(guo)程，脫碳(tan)過(guo)程包括兩個(ge)(ge)方(fang)面(mian)。一方(fang)面(mian)是菱鎂礦石的熱分(fen)解，菱鎂礦石的主要成(cheng)分(fen)是碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面(mian)，由于在電(dian)熔過(guo)程中(zhong)往往在原料氧化鎂中(zhong)加(jia)入石墨(mo)(mo)粉末添加(jia)物(wu)(助劑)，在電(dian)熔爐起動過(guo)程中(zhong)需在三(san)電(dian)極(ji)(石墨(mo)(mo)電(dian)極(ji))的下端用石墨(mo)(mo)粉末鋪成三(san)角形或星形導線路，在通電(dian)過(guo)程中(zhong)受熱燒損(sun)或完(wan)全燃燒除去石墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過程(cheng)。熔(rong)化(hua)過程(cheng)即氧(yang)化(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子和(he)氧(yang)離子在(zai)強電(dian)(dian)(dian)(dian)弧產(chan)生(sheng)的(de)熱(re)(re)(re)能(neng)作(zuo)用(yong)下(xia)，克服單晶體(ti)中的(de)晶格能(neng)的(de)束縛，變成(cheng)能(neng)自(zi)由(you)運動(dong)的(de)過程(cheng)。也就是說，氧(yang)化(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)到一定(ding)溫度(熔(rong)點)就會由(you)固體(ti)變成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)。在(zai)這一過程(cheng)中需(xu)消耗(hao)(hao)大量(liang)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)。據電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)生(sheng)產(chan)者對用(yong)水鎂(mei)石作(zuo)原料生(sheng)產(chan)電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)衡算，熱(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)的(de)比例如(ru)下(xia)：氧(yang)化(hua)鎂(mei)晶體(ti)生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮(pi)消耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)損失(shi)值(zhi)3.2%，從這些統計數據可以看出，在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)