電弧熔(rong)(rong)爐生(sheng)產電熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂的(de)工藝流程主要包(bao)括：原料(liao)配料(liao)、電弧熔(rong)(rong)融、破碎、選(xuan)別(bie)、粉碎、篩(shai)別(bie)、磁選(xuan)、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我(wo)國有豐富(fu)的(de)優質(zhi)菱鎂礦石，氧(yang)化(hua)鎂含量高(gao)，又易(yi)于(yu)開采(cai)，因此，被廣泛用(yong)作(zuo)電熔氧(yang)化(hua)鎂的(de)原料(liao)(liao)。采(cai)用(yong)菱鎂石作(zuo)原料(liao)(liao)，碳(tan)酸(suan)鎂分解(jie)產生CO2氣體，由于(yu)有大量氣體從爐內(nei)排(pai)出影響著電熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧(yang)化鎂的(de)結晶帶(dai)的(de)形成均有(you)不(bu)利影響，由于大量(liang)塵料飛損(sun)(sun)，使(shi)物料損(sun)(sun)耗和(he)能(neng)量(liang)消耗增高，也(ye)惡化了車(che)間生產(chan)環境。但由于優(you)質菱鎂礦石容(rong)易獲得，價格很(hen)低廉，所以，仍是我國電(dian)熔氧(yang)化鎂用得最(zui)多最(zui)廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石中氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)含量(liang)高低和(he)化(hua)(hua)學(xue)成(cheng)分直接影(ying)響到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)質(zhi)量(liang)，同時在電(dian)(dian)熔(rong)過程中也(ye)直接影(ying)響到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)得到(dao)的(de)(de)品級(ji)比例，因此，為了保(bao)證電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)質(zhi)量(liang)和(he)品級(ji)比例，必須對各種礦石進行適當的(de)(de)配比后進行熔(rong)煉。

②水鎂(mei)石(shi)(shi)。我國的(de)(de)遼寧省水鎂(mei)石(shi)(shi)的(de)(de)礦源非常豐(feng)富(fu)，水鎂(mei)石(shi)(shi)中氧(yang)化鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦石(shi)(shi)。它也是(shi)一種制(zhi)造電熔凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)原料，部分(fen)地區水鎂(mei)石(shi)(shi)的(de)(de)化學成分(fen)見表2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕燒(shao)氧(yang)化鎂。以(yi)輕燒(shao)氧(yang)化鎂作為電(dian)熔氧(yang)化鎂原料，可以(yi)使生產環境(jing)得到(dao)改善，可以(yi)降低運輸費用。由于(yu)電(dian)熔時排(pai)出氣體少(shao)，成(cheng)分(fen)也(ye)較均勻，對提高電(dian)熔氧(yang)化鎂質量有利。

我國有一些電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)球(qiu)料入(ru)爐電(dian)熔。輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)(liang)達(da)到98%，以此料能生(sheng)產(chan)出(chu)白色(se)大結晶電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)費用(yong)高，影(ying)響生(sheng)產(chan)成(cheng)本。目前，有的(de)廠(chang)家采用(yong)反(fan)射(she)爐輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以一定的(de)粒(li)度加(jia)入(ru)熔爐電(dian)熔，電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)(liang)比(bi)用(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本又比(bi)用(yong)球(qiu)料作原料時便宜，因而得到了一定的(de)推廣(guang)。

④燒(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了某(mou)些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)特(te)殊要求，有時(shi)必須在電(dian)熔(rong)過(guo)程中采(cai)(cai)用(yong)(yong)燒(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)電(dian)熔(rong)原料，如采(cai)(cai)用(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)電(dian)熔(rong)原料，一般首先利用(yong)(yong)處理海水和(he)石灰乳作用(yong)(yong)生(sheng)產氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其(qi)他(ta)方(fang)法(fa)也(ye)可以制得輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)制取(qu)方(fang)法(fa))，采(cai)(cai)用(yong)(yong)輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作為(wei)原料生(sheng)產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和(he)拉特(te)爾(Ruttere)等(deng)研究認(ren)為(wei)，極少量(liang)(liang)的(de)雜(za)(za)質氣體(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬于(yu)晶(jing)(jing)體的(de)雜(za)(za)質，可明顯影響晶(jing)(jing)粒(li)的(de)長大(da)。因為(wei)雜(za)(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作用(yong)(yong)在于(yu)增加晶(jing)(jing)界(jie)(jie)運動所需的(de)能(neng)量(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)體能(neng)量(liang)(liang)降(jiang)低(di)，其(qi)降(jiang)低(di)量(liang)(liang)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積(ji)成正比，所以必須提高晶(jing)(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)才(cai)能(neng)離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼(ji)續(xu)運動。并(bing)且當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)必須變(bian)形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒(li)長大(da)的(de)極限尺寸愈小。

另一方面(mian)為(wei)了降低電熔凝(ning)氧化鎂(mei)的顯(xian)氣孔率，也(ye)應盡(jin)量減少(shao)原料氧化鎂(mei)的氣體排出，因此，采用(yong)燒結鎂(mei)砂電熔有其(qi)顯(xian)著優點(dian)。

⑤電熔氧化鎂單(dan)晶的(de)化學原料質(zhi)量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是同原子(zi)和分子(zi)的(de)(de)量子(zi)力學本(ben)性(xing)如離(li)子(zi)半徑的(de)(de)尺寸，離(li)子(zi)的(de)(de)電位(wei)數值(zhi)，離(li)子(zi)的(de)(de)電子(zi)外層結構(gou)等相關聯(lian)。而氧化鎂(mei)的(de)(de)離(li)子(zi)尺寸、質量和電荷、陽(yang)離(li)子(zi)和陰離(li)子(zi)之(zhi)間的(de)(de)結合特(te)性(xing)和強度、離(li)子(zi)的(de)(de)極(ji)化作(zuo)用、結晶構(gou)造(zao)等決(jue)定它(ta)是一高熔點(dian)化合物。

氧化鎂的熔點和結構參數(shu)(shu)：陽離子(zi)(zi)半徑(jing)0.074mm;陰離子(zi)(zi)半徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配位數(shu)(shu)6;有效配位數(shu)(shu)8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂制造的(de)(de)最(zui)重要過(guo)程(cheng)是由(you)各(ge)種鎂質原料，通過(guo)各(ge)種形式的(de)(de)加熱方(fang)法(fa)產生高(gao)溫使(shi)鎂質材(cai)料(MgO)熔(rong)化，變成氧(yang)(yang)化鎂熔(rong)體(ti)。要使(shi)氧(yang)(yang)化鎂熔(rong)融(rong)，必須消耗大量的(de)(de)熱能，以克服離子間的(de)(de)引力。通過(guo)強大電(dian)弧(hu)產生高(gao)溫而(er)熔(rong)化氧(yang)(yang)化鎂的(de)(de)方(fang)法(fa)叫做(zuo)電(dian)弧(hu)熔(rong)融(rong)法(fa)。這(zhe)個(ge)融(rong)化過(guo)程(cheng)一(yi)般包括熱的(de)(de)傳(chuan)導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳(tan)、熔(rong)化、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)長大等一(yi)系列物理化學變化的(de)(de)過(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)(shui)過程。用水(shui)(shui)鎂石作原料有一脫水(shui)(shui)過程。水(shui)(shui)鎂石的主要成分是(shi)氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)(shui)過程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)。用菱(ling)(ling)鎂(mei)礦作為原(yuan)料時有一個脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)包括兩個方面(mian)。一方面(mian)是菱(ling)(ling)鎂(mei)礦石的(de)熱(re)分解，菱(ling)(ling)鎂(mei)礦石的(de)主要成分是碳(tan)酸(suan)鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由(you)于在電(dian)熔(rong)過(guo)程中(zhong)(zhong)往往在原料氧化鎂中(zhong)(zhong)加入石(shi)(shi)墨(mo)粉(fen)末(mo)添加物(助劑(ji))，在電(dian)熔(rong)爐起動過(guo)程中(zhong)(zhong)需在三(san)(san)電(dian)極(ji)(石(shi)(shi)墨(mo)電(dian)極(ji))的下端用石(shi)(shi)墨(mo)粉(fen)末(mo)鋪成(cheng)三(san)(san)角形(xing)或星形(xing)導(dao)線路(lu)，在通(tong)電(dian)過(guo)程中(zhong)(zhong)受(shou)熱燒損(sun)或完全燃燒除去石(shi)(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過程。熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過程即氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂中(zhong)(zhong)鎂離子和氧(yang)離子在(zai)(zai)(zai)強(qiang)電弧產生(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)能(neng)作(zuo)用下，克服(fu)單晶(jing)體(ti)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)晶(jing)格(ge)能(neng)的(de)(de)(de)束縛(fu)，變成能(neng)自由(you)(you)運(yun)動的(de)(de)(de)過程。也就是說，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂加(jia)熱(re)到一(yi)定(ding)溫(wen)度(熔(rong)點)就會由(you)(you)固體(ti)變成液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)(hua)。在(zai)(zai)(zai)這一(yi)過程中(zhong)(zhong)需消(xiao)耗大量的(de)(de)(de)電能(neng)。據電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂生(sheng)產者(zhe)對(dui)用水鎂石作(zuo)原料生(sheng)產電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)熱(re)平衡的(de)(de)(de)衡算，熱(re)消(xiao)耗的(de)(de)(de)比(bi)例如(ru)下：氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂晶(jing)體(ti)生(sheng)成熱(re)消(xiao)耗值(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮消(xiao)耗熱(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成熱(re)耗值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水耗熱(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼(ke)的(de)(de)(de)水耗熱(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散(san)熱(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣(qi)帶走熱(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電能(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據可以看出，在(zai)(zai)(zai)電熔(rong)