電(dian)弧熔(rong)爐生產電(dian)熔(rong)氧化鎂的(de)工藝(yi)流程主要包(bao)括：原料(liao)配料(liao)、電(dian)弧熔(rong)融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分(fen)類包(bao)裝等。

(1)原料

我(wo)國有豐富的(de)優質菱(ling)鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量高(gao)，又易于開采(cai)，因此(ci)，被廣(guang)泛用作(zuo)電熔(rong)氧化鎂(mei)的(de)原料。采(cai)用菱(ling)鎂(mei)石作(zuo)原料，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣(qi)體，由于有大量氣(qi)體從爐內排出影響著(zhu)電熔(rong)過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧化(hua)鎂的(de)結晶帶的(de)形成(cheng)均有不利影響(xiang)，由(you)于(yu)大量(liang)塵料(liao)飛損，使(shi)物(wu)料(liao)損耗和能(neng)量(liang)消耗增高，也惡(e)化(hua)了車間生產環境。但(dan)由(you)于(yu)優質菱鎂礦石容易獲得(de)，價格很低(di)廉，所以，仍(reng)是我(wo)國電(dian)熔氧化(hua)鎂用(yong)得(de)最(zui)多最(zui)廣(guang)泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂礦(kuang)。菱(ling)鎂礦(kuang)石(shi)中(zhong)氧化鎂的(de)(de)含量(liang)高低和(he)(he)化學成(cheng)分直(zhi)(zhi)接(jie)(jie)影響到電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化鎂的(de)(de)質量(liang)，同時(shi)在電(dian)熔(rong)(rong)過(guo)程中(zhong)也直(zhi)(zhi)接(jie)(jie)影響到電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化鎂得到的(de)(de)品級比例，因此，為了(le)保證(zheng)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化鎂的(de)(de)質量(liang)和(he)(he)品級比例，必(bi)須對各種礦(kuang)石(shi)進(jin)行(xing)適當(dang)的(de)(de)配(pei)比后進(jin)行(xing)熔(rong)(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)石(shi)。我國的(de)遼寧省水鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)礦(kuang)源非(fei)常豐(feng)富，水鎂(mei)(mei)石(shi)中氧化(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量高(gao)于(yu)菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)。它也是一種制造電熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原料，部分地區水鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)化(hua)學成分見表2。

表2水(shui)鎂石的(de)化學成分(fen)/%

③輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂。以(yi)(yi)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂作為電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂原料，可以(yi)(yi)使生產環境得到改善，可以(yi)(yi)降(jiang)低運輸費用。由于電(dian)熔(rong)(rong)時排出氣體少，成分也較均(jun)勻，對提高(gao)電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂質(zhi)量有利。

我國有一(yi)些電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)球料(liao)入(ru)爐電(dian)(dian)熔(rong)(rong)。輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)達到(dao)98%，以(yi)此料(liao)能生(sheng)產出白色大結晶電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成(cheng)球費用高(gao)，影(ying)響生(sheng)產成(cheng)本。目(mu)前，有的(de)(de)廠(chang)家采用反射爐輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)一(yi)定的(de)(de)粒度加(jia)入(ru)熔(rong)(rong)爐電(dian)(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量(liang)比用菱鎂(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本又比用球料(liao)作原(yuan)料(liao)時便宜，因而得(de)到(dao)了(le)一(yi)定的(de)(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)砂。為(wei)(wei)了某些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)特殊要求，有時(shi)必須(xu)(xu)在(zai)電(dian)熔(rong)過程中采用(yong)(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)料，如采用(yong)(yong)海水(shui)鎂(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)料，一般首先利用(yong)(yong)處理(li)海水(shui)和(he)石灰(hui)乳作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)生產(chan)氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)，將(jiang)氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)煅燒(shao)(shao)成(cheng)輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)其他(ta)方法也(ye)可以(yi)制(zhi)得輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)制(zhi)取(qu)方法)，采用(yong)(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)原(yuan)料生產(chan)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)。奧絲(si)脫(tuo)(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等研究認(ren)為(wei)(wei)，極少(shao)量(liang)的(de)(de)(de)雜質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang))也(ye)屬(shu)于晶(jing)體的(de)(de)(de)雜質(zhi)，可明顯影響晶(jing)粒的(de)(de)(de)長(chang)大(da)(da)。因為(wei)(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)在(zai)于增加晶(jing)界(jie)(jie)運(yun)動所(suo)需的(de)(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)。當(dang)晶(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)體能(neng)(neng)量(liang)降(jiang)低，其降(jiang)低量(liang)與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截面(mian)積成(cheng)正比，所(suo)以(yi)必須(xu)(xu)提高晶(jing)界(jie)(jie)能(neng)(neng)，晶(jing)界(jie)(jie)才能(neng)(neng)離開第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并且當(dang)晶(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截面(mian)積相(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)界(jie)(jie)必須(xu)(xu)變形，第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)愈(yu)多(duo)，晶(jing)粒長(chang)大(da)(da)的(de)(de)(de)極限尺寸愈(yu)小(xiao)。

另一方面(mian)為了降低電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)顯(xian)氣(qi)孔(kong)率，也(ye)應盡(jin)量(liang)減少原料(liao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)氣(qi)體排出，因此，采用燒結鎂(mei)砂電(dian)熔(rong)有其顯(xian)著優點。

⑤電(dian)熔氧化鎂單晶的(de)化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是同原子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)力(li)學本性如離(li)(li)子(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)位數值(zhi)，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)外層結(jie)構(gou)等相關聯。而氧化鎂的(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)尺寸、質量(liang)和電(dian)荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)和陰離(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)(de)結(jie)合(he)(he)特性和強度、離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)極化作用、結(jie)晶構(gou)造等決定它(ta)是一高熔點化合(he)(he)物。

氧(yang)化鎂的熔(rong)點和結構參數：陽離(li)子半(ban)徑0.074mm;陰離(li)子半(ban)徑0.53mm;結構類型NaCl;配位數6;有效(xiao)配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂制造的(de)(de)最重(zhong)要過(guo)程是由各(ge)種(zhong)鎂質原料，通過(guo)各(ge)種(zhong)形式(shi)的(de)(de)加熱(re)方法(fa)產(chan)生高(gao)溫(wen)使鎂質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)鎂熔(rong)體。要使氧(yang)化(hua)(hua)鎂熔(rong)融(rong)，必(bi)須消耗大(da)(da)量的(de)(de)熱(re)能，以克服離子(zi)間的(de)(de)引力(li)。通過(guo)強大(da)(da)電(dian)弧產(chan)生高(gao)溫(wen)而熔(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)方法(fa)叫做電(dian)弧熔(rong)融(rong)法(fa)。這(zhe)個融(rong)化(hua)(hua)過(guo)程一(yi)般包括熱(re)的(de)(de)傳導(dao)、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大(da)(da)等一(yi)系列(lie)物理(li)化(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)程。

①脫水(shui)過程(cheng)。用水(shui)鎂石作原料(liao)有(you)一脫水(shui)過程(cheng)。水(shui)鎂石的主要成分(fen)是氫氧(yang)化(hua)鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程。用菱鎂(mei)礦作為原料時有(you)一個脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程，脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程包括兩(liang)個方(fang)(fang)面(mian)。一方(fang)(fang)面(mian)是菱鎂(mei)礦石的熱分解，菱鎂(mei)礦石的主(zhu)要成分是碳(tan)(tan)酸(suan)鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由于在(zai)(zai)電(dian)熔過程中往往在(zai)(zai)原料氧化(hua)鎂中加入石(shi)墨粉(fen)(fen)末(mo)添加物(wu)(助劑)，在(zai)(zai)電(dian)熔爐起動過程中需(xu)在(zai)(zai)三電(dian)極(ji)(石(shi)墨電(dian)極(ji))的下端(duan)用石(shi)墨粉(fen)(fen)末(mo)鋪成三角形或星形導線路，在(zai)(zai)通電(dian)過程中受熱燒損或完(wan)全燃燒除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)程。熔(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)程即(ji)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離(li)子(zi)和氧(yang)離(li)子(zi)在(zai)強(qiang)電(dian)(dian)(dian)(dian)弧產生的(de)熱(re)能作用(yong)下，克服(fu)單(dan)晶體(ti)中的(de)晶格能的(de)束縛，變成能自由運動的(de)過(guo)(guo)程。也就(jiu)是說，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)加(jia)熱(re)到一定溫度(熔(rong)點)就(jiu)會(hui)由固體(ti)變成液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)。在(zai)這(zhe)一過(guo)(guo)程中需消耗(hao)大(da)量的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)能。據(ju)電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)生產者對用(yong)水鎂(mei)石作原料生產電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)熱(re)平衡的(de)衡算，熱(re)消耗(hao)的(de)比例如下：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)晶體(ti)生成熱(re)消耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮(pi)消耗(hao)熱(re)值(zhi)15.3%，散砂(sha)生成熱(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)熱(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)水耗(hao)熱(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)表(biao)面散熱(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)(dian)(dian)能損失值(zhi)3.2%，從這(zhe)些(xie)統計數(shu)據(ju)可以看出，在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)