電弧熔(rong)爐(lu)生產電熔(rong)氧化鎂的工藝流程(cheng)主要包括：原料(liao)配(pei)料(liao)、電弧熔(rong)融、破碎、選別(bie)(bie)、粉碎、篩別(bie)(bie)、磁選、分類包裝等(deng)。

(1)原料

我(wo)國有豐富的優質菱鎂(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)含量高(gao)，又易于開采，因此，被(bei)廣泛用(yong)作電熔氧化(hua)鎂(mei)的原(yuan)料(liao)。采用(yong)菱鎂(mei)石作原(yuan)料(liao)，碳酸鎂(mei)分解(jie)產生CO2氣(qi)體(ti)(ti)，由于有大量氣(qi)體(ti)(ti)從爐內排出影響著(zhu)電熔過程(cheng)的進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化鎂的結晶(jing)帶(dai)的形(xing)成均(jun)有不(bu)利影響，由(you)于大量塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗和(he)能量消(xiao)耗增(zeng)高(gao)，也惡化了(le)車間生產環境。但由(you)于優質菱鎂礦石容易(yi)獲得，價(jia)格很低(di)廉，所以，仍是我國(guo)電熔(rong)氧化鎂用(yong)得最多最廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂礦(kuang)。菱(ling)鎂礦(kuang)石(shi)(shi)中氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)含量(liang)高(gao)低和(he)化(hua)(hua)學成(cheng)分(fen)直(zhi)接影響到電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)質量(liang)，同時在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)過程中也直(zhi)接影響到電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂得(de)到的(de)品級(ji)比例，因(yin)此，為了(le)保證電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)質量(liang)和(he)品級(ji)比例，必須對各種礦(kuang)石(shi)(shi)進(jin)行適當的(de)配比后進(jin)行熔(rong)(rong)煉。

②水(shui)鎂石。我(wo)國的遼寧省(sheng)水(shui)鎂石的礦(kuang)源非常豐富，水(shui)鎂石中氧(yang)化鎂含量(liang)高于菱鎂礦(kuang)石。它(ta)也(ye)是一種制造(zao)電熔凝氧(yang)化鎂的原料(liao)，部分地區水(shui)鎂石的化學成分見表2。

表(biao)2水鎂石的化學成分/%

③輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂。以輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂作為(wei)電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂原料，可(ke)以使生產(chan)環境得到改(gai)善，可(ke)以降低運輸費用。由于(yu)電(dian)熔時排(pai)出(chu)氣體少，成(cheng)分(fen)也較均勻，對提高電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂質量有利。

我國有一(yi)(yi)些電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)以輕(qing)燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)制成球(qiu)料(liao)入(ru)爐(lu)電熔(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)化鎂(mei)(mei)含量達到(dao)(dao)98%，以此(ci)料(liao)能生(sheng)產出白色大結晶電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)。但由(you)于(yu)成球(qiu)費用(yong)(yong)高(gao)，影響(xiang)生(sheng)產成本(ben)。目前，有的(de)廠家采用(yong)(yong)反射(she)爐(lu)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)，以一(yi)(yi)定(ding)的(de)粒(li)度(du)加入(ru)熔(rong)爐(lu)電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質量比用(yong)(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石好，成本(ben)又比用(yong)(yong)球(qiu)料(liao)作原料(liao)時(shi)便宜，因而得到(dao)(dao)了一(yi)(yi)定(ding)的(de)推(tui)廣。

④燒(shao)結鎂(mei)砂(sha)(sha)。為了某些電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)特(te)殊要求，有(you)時必須在電(dian)熔(rong)(rong)(rong)過程中(zhong)采(cai)用(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)(zuo)為電(dian)熔(rong)(rong)(rong)原料(liao)，如采(cai)用(yong)(yong)海水鎂(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)(zuo)為電(dian)熔(rong)(rong)(rong)原料(liao)，一般首先利用(yong)(yong)處(chu)理海水和(he)石灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)生產氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)，將(jiang)氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)煅燒(shao)成(cheng)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)其(qi)他方法也可以制(zhi)得輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)制(zhi)取方法)，采(cai)用(yong)(yong)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)(zuo)為原料(liao)生產電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和(he)拉特(te)爾(er)(Ruttere)等(deng)(deng)研(yan)究(jiu)認為，極少量(liang)的(de)雜質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)體的(de)雜質(zhi)，可明顯影響晶(jing)粒的(de)長大。因為雜質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)在于增加晶(jing)界(jie)(jie)運動所(suo)需(xu)的(de)能量(liang)。當(dang)晶(jing)界(jie)(jie)與第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)體能量(liang)降(jiang)低(di)，其(qi)降(jiang)低(di)量(liang)與第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面(mian)積成(cheng)正比，所(suo)以必須提高(gao)晶(jing)界(jie)(jie)能，晶(jing)界(jie)(jie)才能離開(kai)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動。并(bing)且當(dang)晶(jing)界(jie)(jie)與第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，與第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面(mian)積相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)(deng)的(de)晶(jing)界(jie)(jie)必須變形，第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)愈多，晶(jing)粒長大的(de)極限尺寸愈小。

另一方(fang)面為了降低電(dian)熔凝氧化鎂(mei)的顯氣孔率，也應盡量減少原料(liao)氧化鎂(mei)的氣體排出，因(yin)此，采用燒結鎂(mei)砂電(dian)熔有其顯著優點。

⑤電熔(rong)氧化鎂單(dan)晶的(de)化學原(yuan)料(liao)質量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些(xie)特(te)性是同(tong)原子(zi)和(he)分子(zi)的(de)量子(zi)力學本(ben)性如(ru)離子(zi)半徑的(de)尺寸，離子(zi)的(de)電(dian)位數(shu)值，離子(zi)的(de)電(dian)子(zi)外層結(jie)構等相關聯。而氧(yang)化鎂的(de)離子(zi)尺寸、質量和(he)電(dian)荷、陽離子(zi)和(he)陰離子(zi)之間(jian)的(de)結(jie)合特(te)性和(he)強度、離子(zi)的(de)極(ji)化作用、結(jie)晶(jing)構造等決定它是一高熔點化合物(wu)。

氧(yang)化鎂(mei)的熔點和(he)結構參(can)數(shu)：陽離子半徑(jing)0.074mm;陰離子半徑(jing)0.53mm;結構類型(xing)NaCl;配(pei)位(wei)數(shu)6;有效配(pei)位(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔凝氧(yang)化鎂制造的(de)(de)最重要(yao)(yao)過(guo)程(cheng)(cheng)是由各種(zhong)鎂質原料，通(tong)過(guo)各種(zhong)形(xing)式(shi)的(de)(de)加熱方(fang)法(fa)產生高溫使鎂質材料(MgO)熔化，變(bian)成氧(yang)化鎂熔體。要(yao)(yao)使氧(yang)化鎂熔融，必須消耗大(da)量(liang)的(de)(de)熱能，以克服離(li)子(zi)間的(de)(de)引力(li)。通(tong)過(guo)強大(da)電(dian)弧(hu)產生高溫而熔化氧(yang)化鎂的(de)(de)方(fang)法(fa)叫做(zuo)電(dian)弧(hu)熔融法(fa)。這個融化過(guo)程(cheng)(cheng)一般包括熱的(de)(de)傳導、脫水(shui)、脫碳、熔化、析晶、晶體長大(da)等(deng)一系列物(wu)理化學變(bian)化的(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)(shui)過(guo)程(cheng)。用水(shui)(shui)鎂石(shi)(shi)作原料(liao)有一脫(tuo)水(shui)(shui)過(guo)程(cheng)。水(shui)(shui)鎂石(shi)(shi)的主要成分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)水(shui)(shui)過(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)程。用菱(ling)鎂礦(kuang)作為原料(liao)時有(you)一個脫碳過(guo)程，脫碳過(guo)程包括兩個方面(mian)。一方面(mian)是菱(ling)鎂礦(kuang)石的熱分(fen)(fen)解，菱(ling)鎂礦(kuang)石的主要成分(fen)(fen)是碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面(mian)，由于在(zai)電熔(rong)過程(cheng)中(zhong)(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)原料氧化鎂中(zhong)(zhong)加入石(shi)墨(mo)粉末(mo)添加物(助劑)，在(zai)電熔(rong)爐起動過程(cheng)中(zhong)(zhong)需在(zai)三電極(石(shi)墨(mo)電極)的下端用石(shi)墨(mo)粉末(mo)鋪(pu)成三角(jiao)形(xing)或星形(xing)導線路(lu)，在(zai)通(tong)電過程(cheng)中(zhong)(zhong)受熱燒損或完全燃燒除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)即(ji)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)(mei)離(li)子(zi)和氧離(li)子(zi)在強(qiang)電(dian)(dian)弧產生(sheng)的(de)熱(re)能作用下(xia)，克(ke)服(fu)單晶體(ti)中的(de)晶格能的(de)束縛，變成(cheng)能自由(you)運(yun)動的(de)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。也就是說，氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)加熱(re)到一定(ding)溫度(熔(rong)點(dian))就會由(you)固體(ti)變成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)(hua)。在這一過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中需(xu)消(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)電(dian)(dian)能。據(ju)(ju)電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)生(sheng)產者對用水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)作原料生(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)熱(re)平衡的(de)衡算，熱(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)比例如下(xia)：氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)晶體(ti)生(sheng)成(cheng)熱(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成(cheng)熱(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼的(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表面散(san)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這些(xie)統(tong)計數(shu)據(ju)(ju)可以(yi)看出，在電(dian)(dian)熔(rong)