電弧熔(rong)爐生產電熔(rong)氧化鎂的工藝流程主要包(bao)括：原(yuan)料(liao)配料(liao)、電弧熔(rong)融、破碎(sui)、選別、粉碎(sui)、篩別、磁選、分(fen)類(lei)包(bao)裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富的優質菱鎂(mei)(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)高(gao)，又易于開采，因(yin)此，被廣泛用作(zuo)電(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的原(yuan)料。采用菱鎂(mei)(mei)石作(zuo)原(yuan)料，碳酸鎂(mei)(mei)分解產(chan)生CO2氣體，由(you)于有(you)大量(liang)氣體從爐內排(pai)出(chu)影響著電(dian)熔(rong)(rong)過(guo)程的進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂的(de)結晶帶的(de)形成均有不(bu)利影響(xiang)，由(you)于大量塵料(liao)飛(fei)損，使(shi)物料(liao)損耗和能(neng)量消(xiao)耗增高，也惡化(hua)了車間(jian)生(sheng)產環境。但由(you)于優質菱鎂礦石容易獲得，價格很低廉，所(suo)以，仍(reng)是我國電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂用得最多最廣泛的(de)原料(liao)。

(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)含量高(gao)低和化(hua)(hua)學成(cheng)分直接影(ying)響到電熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量，同(tong)時在電熔(rong)過程中也直接影(ying)響到電熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)得到的(de)品級(ji)(ji)比例，因(yin)此，為(wei)了保證(zheng)電熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量和品級(ji)(ji)比例，必(bi)須(xu)對各種礦石進行適當(dang)的(de)配(pei)比后進行熔(rong)煉。

②水(shui)鎂石。我國的遼寧省水(shui)鎂石的礦源非常(chang)豐富，水(shui)鎂石中氧(yang)化鎂含(han)量高于菱鎂礦石。它(ta)也是一種制造電熔凝(ning)氧(yang)化鎂的原(yuan)料，部分地區(qu)水(shui)鎂石的化學成分見表2。

表(biao)2水鎂石的化學成分/%

③輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。以輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)作為電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)原料(liao)，可以使生產環境得(de)到改善(shan)，可以降低運輸費用。由(you)于電熔(rong)時(shi)排出(chu)氣體少，成分也較(jiao)均(jun)勻，對提高電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)質量有利。

我(wo)國有一(yi)些電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化鎂以輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化鎂制(zhi)成球料(liao)(liao)入(ru)爐電熔(rong)(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化鎂的氧(yang)(yang)(yang)化鎂含量(liang)達(da)到(dao)98%，以此料(liao)(liao)能生產(chan)出白色大結晶電熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化鎂。但(dan)由于成球費用(yong)高，影響生產(chan)成本(ben)。目(mu)前，有的廠(chang)家采(cai)用(yong)反(fan)射(she)爐輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化鎂，以一(yi)定(ding)的粒(li)度加入(ru)熔(rong)(rong)爐電熔(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化鎂的質量(liang)比用(yong)菱鎂礦石好(hao)，成本(ben)又(you)比用(yong)球料(liao)(liao)作原料(liao)(liao)時便宜，因(yin)而(er)得到(dao)了一(yi)定(ding)的推(tui)廣。

④燒結鎂(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)(wei)(wei)了某些電(dian)(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)特殊要求，有時必(bi)須在(zai)電(dian)(dian)(dian)熔過(guo)程中采用(yong)(yong)燒結鎂(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)(wei)(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)熔原(yuan)料(liao)，如(ru)采用(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)(wei)(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)熔原(yuan)料(liao)，一(yi)般首(shou)先利用(yong)(yong)處理海水和石灰(hui)乳(ru)作用(yong)(yong)生(sheng)產氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)煅(duan)燒成輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)其(qi)他方法(fa)也(ye)可(ke)以制得輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)制取方法(fa))，采用(yong)(yong)輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作為(wei)(wei)(wei)(wei)原(yuan)料(liao)生(sheng)產電(dian)(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉(la)特爾(er)(Ruttere)等研究認(ren)為(wei)(wei)(wei)(wei)，極少(shao)量(liang)的(de)(de)雜(za)質(zhi)(zhi)氣(qi)體(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于(yu)(yu)晶(jing)(jing)體的(de)(de)雜(za)質(zhi)(zhi)，可(ke)明顯影響晶(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)長(chang)大(da)。因為(wei)(wei)(wei)(wei)雜(za)質(zhi)(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)(de)作用(yong)(yong)在(zai)于(yu)(yu)增加晶(jing)(jing)界運動所需的(de)(de)能量(liang)。當晶(jing)(jing)界與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)體能量(liang)降低，其(qi)降低量(liang)與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面積(ji)成正比，所以必(bi)須提(ti)高(gao)晶(jing)(jing)界能，晶(jing)(jing)界才(cai)能離開第二(er)(er)相(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)(jing)界與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面積(ji)相(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)界必(bi)須變(bian)形，第二(er)(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)愈(yu)多(duo)，晶(jing)(jing)粒(li)長(chang)大(da)的(de)(de)極限尺寸愈(yu)小(xiao)。

另一方面為了降低電(dian)熔凝氧化鎂(mei)的顯氣(qi)孔率，也(ye)應盡量減(jian)少原料氧化鎂(mei)的氣(qi)體排出，因此，采用燒結(jie)鎂(mei)砂(sha)電(dian)熔有其顯著優點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶的化(hua)學原(yuan)料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是(shi)同原子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)力學本性如離(li)(li)子(zi)(zi)半(ban)徑(jing)的(de)(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電位(wei)數值，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)外層結(jie)構等(deng)相關(guan)聯。而氧化(hua)鎂的(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)尺寸、質量和(he)電荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)之間(jian)的(de)(de)結(jie)合特性和(he)強度、離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)極(ji)化(hua)作用、結(jie)晶構造等(deng)決(jue)定它(ta)是(shi)一(yi)高熔(rong)點化(hua)合物。

氧化鎂的熔點和結構參數：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(you)效(xiao)配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制(zhi)造的(de)(de)(de)最(zui)重(zhong)要(yao)過(guo)程(cheng)是由各種鎂(mei)(mei)質原料，通(tong)過(guo)各種形式的(de)(de)(de)加熱(re)方(fang)法(fa)產生高溫(wen)使(shi)鎂(mei)(mei)質材料(MgO)熔化(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔體(ti)。要(yao)使(shi)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔融，必須(xu)消耗大量的(de)(de)(de)熱(re)能，以克服離子(zi)間(jian)的(de)(de)(de)引力。通(tong)過(guo)強大電弧(hu)產生高溫(wen)而(er)熔化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)叫(jiao)做電弧(hu)熔融法(fa)。這(zhe)個(ge)融化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)一般包括(kuo)熱(re)的(de)(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔化(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)長大等一系列物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)(shui)過程(cheng)。用水(shui)(shui)鎂石作原料有一脫水(shui)(shui)過程(cheng)。水(shui)(shui)鎂石的主要成分是氫(qing)氧化鎂Mg(OH)2。其(qi)脫水(shui)(shui)過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程。用(yong)菱(ling)(ling)鎂礦作為原(yuan)料時有一個(ge)脫碳(tan)過程，脫碳(tan)過程包括兩個(ge)方面(mian)(mian)。一方面(mian)(mian)是菱(ling)(ling)鎂礦石的熱(re)分解，菱(ling)(ling)鎂礦石的主要成分是碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由于在(zai)電(dian)熔過(guo)程(cheng)中往往在(zai)原料(liao)氧化鎂中加(jia)入(ru)石墨(mo)粉末(mo)添加(jia)物(助(zhu)劑)，在(zai)電(dian)熔爐起動(dong)過(guo)程(cheng)中需(xu)在(zai)三(san)電(dian)極(石墨(mo)電(dian)極)的下端用(yong)石墨(mo)粉末(mo)鋪成三(san)角形或星(xing)形導線(xian)路，在(zai)通電(dian)過(guo)程(cheng)中受(shou)熱燒損或完全燃燒除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過程。熔(rong)化(hua)(hua)過程即氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離(li)(li)子(zi)和氧(yang)離(li)(li)子(zi)在強電(dian)弧產生(sheng)的(de)(de)熱(re)能(neng)作用下(xia)，克(ke)服單晶體(ti)中(zhong)的(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)束(shu)縛，變(bian)成(cheng)能(neng)自由運動(dong)的(de)(de)過程。也就是說，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)到一定(ding)溫度(熔(rong)點)就會由固體(ti)變(bian)成(cheng)液(ye)體(ti)，叫(jiao)熔(rong)化(hua)(hua)。在這一過程中(zhong)需消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)大(da)量的(de)(de)電(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產者對用水(shui)鎂(mei)石作原料生(sheng)產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)的(de)(de)比例(li)如下(xia)：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)晶體(ti)生(sheng)成(cheng)熱(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成(cheng)熱(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)卻水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼的(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)表(biao)面散(san)熱(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失值(zhi)3.2%，從這些統計數據(ju)可以看出，在電(dian)熔(rong)