電弧熔(rong)爐生(sheng)產電熔(rong)氧化(hua)鎂的(de)工藝流程主要(yao)包括：原(yuan)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(you)豐(feng)富的(de)(de)優質(zhi)菱鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量(liang)高，又(you)易于(yu)開采(cai)，因此，被廣泛用(yong)作(zuo)電(dian)熔氧化鎂(mei)的(de)(de)原料。采(cai)用(yong)菱鎂(mei)石作(zuo)原料，碳酸鎂(mei)分(fen)解產生CO2氣體(ti)，由(you)于(yu)有(you)大量(liang)氣體(ti)從爐內排出影響(xiang)著電(dian)熔過程的(de)(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂(mei)的(de)結晶帶的(de)形(xing)成(cheng)均有不利影響，由于大(da)量塵料飛損，使物(wu)料損耗和能量消耗增高，也惡(e)化了車間生產環境。但由于優質(zhi)菱鎂(mei)礦石(shi)容易(yi)獲得(de)，價格很低廉，所以(yi)，仍是我國電熔氧化鎂(mei)用(yong)得(de)最多最廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦石中氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)含量高低(di)和(he)化學成分直接影響(xiang)到(dao)電熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)質量，同(tong)時在電熔過(guo)程中也直接影響(xiang)到(dao)電熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)得到(dao)的(de)(de)品級比例(li)，因(yin)此，為(wei)了(le)保證(zheng)電熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)質量和(he)品級比例(li)，必須對各種礦石進行適當的(de)(de)配比后進行熔煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)。我國的(de)(de)遼寧省(sheng)水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)(de)礦源非常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)中(zhong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量高(gao)于(yu)菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)。它(ta)也是一(yi)種(zhong)制造電熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)原(yuan)料(liao)，部分地(di)區(qu)水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)(de)化(hua)學成分見表(biao)2。

表2水鎂石的化學(xue)成(cheng)分/%

③輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂。以(yi)輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂作為電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂原料，可(ke)以(yi)使生產環(huan)境得到(dao)改善，可(ke)以(yi)降(jiang)低運輸(shu)費(fei)用。由(you)于(yu)電(dian)熔時排出氣(qi)體(ti)少，成分也較均勻，對提高電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂質量有利。

我國有一(yi)(yi)些電(dian)熔凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)以輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制成球料(liao)入爐(lu)電(dian)熔。輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)(liang)達到98%，以此料(liao)能生產(chan)出白色大結晶電(dian)熔氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。但(dan)由于成球費用高，影響生產(chan)成本。目前，有的(de)(de)廠家采(cai)用反射爐(lu)輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，以一(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)粒度(du)加入熔爐(lu)電(dian)熔，電(dian)熔氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)比(bi)用菱鎂(mei)(mei)礦石好(hao)，成本又(you)比(bi)用球料(liao)作原料(liao)時便宜，因而得到了一(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)推(tui)廣(guang)。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)(sha)。為了(le)某些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)特(te)殊要求，有(you)時必(bi)(bi)須在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)過(guo)程中采用(yong)(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為電(dian)熔(rong)(rong)原料(liao)，如采用(yong)(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為電(dian)熔(rong)(rong)原料(liao)，一般首先利用(yong)(yong)處(chu)理(li)海(hai)水和石灰乳作(zuo)用(yong)(yong)生產(chan)氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將(jiang)氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)其(qi)他方(fang)法也可以制(zhi)得輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳(xiang)見工業氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)制(zhi)取方(fang)法)，采用(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為原料(liao)生產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)爾(er)(Ruttere)等研究認(ren)為，極(ji)少量的(de)(de)(de)雜(za)(za)質氣(qi)體(ti)(相)也屬于晶(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)(de)雜(za)(za)質，可明(ming)顯影響(xiang)晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)長大(da)。因(yin)為雜(za)(za)質相的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)在(zai)于增加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)運動(dong)所需的(de)(de)(de)能(neng)量。當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)(di)(di)二(er)相相遇時，晶(jing)(jing)(jing)體(ti)能(neng)量降(jiang)低，其(qi)降(jiang)低量與(yu)第(di)(di)(di)(di)二(er)相橫截(jie)面積(ji)成正比，所以必(bi)(bi)須提高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)才能(neng)離開第(di)(di)(di)(di)二(er)相繼續(xu)運動(dong)。并且當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)(di)(di)二(er)相相遇時，與(yu)第(di)(di)(di)(di)二(er)相橫截(jie)面積(ji)相等的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)必(bi)(bi)須變(bian)形(xing)，第(di)(di)(di)(di)二(er)相數量愈多，晶(jing)(jing)(jing)粒長大(da)的(de)(de)(de)極(ji)限尺寸愈小。

另一方面為了降低電熔(rong)凝氧化鎂的顯(xian)氣孔率(lv)，也應盡量減(jian)少原料氧化鎂的氣體排(pai)出，因此，采用燒結鎂砂電熔(rong)有其顯(xian)著優(you)點(dian)。

⑤電(dian)熔氧化(hua)鎂單晶(jing)的化(hua)學原(yuan)料(liao)質(zhi)量要求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特性是(shi)同原子(zi)(zi)(zi)和分子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)力學(xue)本(ben)性如離子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺(chi)寸，離子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)位數值(zhi)，離子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)外層結(jie)構等相關聯。而氧化鎂的(de)(de)離子(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸、質(zhi)量和電(dian)荷、陽(yang)離子(zi)(zi)(zi)和陰(yin)離子(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)結(jie)合特性和強(qiang)度、離子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極化作用(yong)、結(jie)晶構造(zao)等決定(ding)它是(shi)一(yi)高熔點化合物(wu)。

氧化鎂的熔(rong)點(dian)和結構(gou)參數(shu)：陽離子半徑0.074mm;陰(yin)離子半徑0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配位(wei)數(shu)6;有效配位(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)2800℃。

電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)制造的(de)最重(zhong)要過(guo)程(cheng)是由各(ge)種鎂(mei)質原料(liao)，通過(guo)各(ge)種形式的(de)加熱(re)方法(fa)產(chan)(chan)生高溫使鎂(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)，變成氧化(hua)鎂(mei)熔(rong)體。要使氧化(hua)鎂(mei)熔(rong)融，必須(xu)消耗大(da)量(liang)的(de)熱(re)能，以克服(fu)離子間(jian)的(de)引力。通過(guo)強大(da)電弧產(chan)(chan)生高溫而熔(rong)化(hua)氧化(hua)鎂(mei)的(de)方法(fa)叫做(zuo)電弧熔(rong)融法(fa)。這個融化(hua)過(guo)程(cheng)一(yi)(yi)般包括熱(re)的(de)傳導(dao)、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)化(hua)、析晶、晶體長大(da)等一(yi)(yi)系(xi)列(lie)物理化(hua)學變化(hua)的(de)過(guo)程(cheng)。

①脫水過(guo)程(cheng)。用水鎂(mei)石作(zuo)原料(liao)有一脫水過(guo)程(cheng)。水鎂(mei)石的主要成(cheng)分(fen)是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水過(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)(guo)程。用菱(ling)(ling)鎂(mei)礦(kuang)作(zuo)為原料(liao)時有一(yi)個脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)(guo)程，脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)(guo)程包括兩個方(fang)面(mian)。一(yi)方(fang)面(mian)是菱(ling)(ling)鎂(mei)礦(kuang)石的(de)(de)熱分(fen)解，菱(ling)(ling)鎂(mei)礦(kuang)石的(de)(de)主要成分(fen)是碳(tan)(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方(fang)面(mian)，由于在(zai)(zai)(zai)電(dian)熔過程中往往在(zai)(zai)(zai)原料氧(yang)化鎂(mei)中加(jia)入石(shi)墨(mo)(mo)粉末(mo)添加(jia)物(助劑)，在(zai)(zai)(zai)電(dian)熔爐起動過程中需在(zai)(zai)(zai)三電(dian)極(石(shi)墨(mo)(mo)電(dian)極)的下端用石(shi)墨(mo)(mo)粉末(mo)鋪(pu)成三角形或星形導線(xian)路，在(zai)(zai)(zai)通電(dian)過程中受熱燒(shao)損或完(wan)全燃燒(shao)除(chu)去石(shi)墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程即(ji)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)(zhong)鎂(mei)(mei)離子(zi)和(he)氧(yang)離子(zi)在強電弧產生的(de)(de)熱(re)(re)能(neng)(neng)作用下(xia)(xia)，克服單晶體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)的(de)(de)晶格能(neng)(neng)的(de)(de)束縛，變成(cheng)能(neng)(neng)自由(you)運動的(de)(de)過(guo)程。也就(jiu)是(shi)說，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)點)就(jiu)會由(you)固(gu)體(ti)(ti)變成(cheng)液體(ti)(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)。在這一過(guo)程中(zhong)(zhong)需消(xiao)耗大量的(de)(de)電能(neng)(neng)。據(ju)電熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生產者(zhe)對用水(shui)鎂(mei)(mei)石作原料(liao)生產電熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)消(xiao)耗的(de)(de)比例(li)如下(xia)(xia)：氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶體(ti)(ti)生成(cheng)熱(re)(re)消(xiao)耗值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂生成(cheng)熱(re)(re)耗值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水(shui)耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)(de)水(shui)耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表(biao)面散熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶走(zou)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電能(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據(ju)可以看出，在電熔(rong)(rong)