電(dian)弧熔(rong)爐(lu)生產電(dian)熔(rong)氧化鎂的(de)工(gong)藝流程主要包括：原料配(pei)料、電(dian)弧熔(rong)融、破(po)碎(sui)、選別、粉碎(sui)、篩別、磁(ci)選、分(fen)類包裝等(deng)。

(1)原料

我國有豐富的(de)優質菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦石，氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量高，又(you)易于開采，因此，被(bei)廣泛(fan)用(yong)作電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)原料(liao)。采用(yong)菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)(mei)石作原料(liao)，碳酸鎂(mei)(mei)(mei)分解產生CO2氣(qi)體，由于有大量氣(qi)體從爐內排出(chu)影響(xiang)著電(dian)熔(rong)過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化(hua)鎂的(de)結晶帶的(de)形成均有不利影響(xiang)，由(you)于(yu)大量(liang)塵料飛損，使物料損耗(hao)和能量(liang)消耗(hao)增(zeng)高，也惡(e)化(hua)了(le)車間生(sheng)產環境。但由(you)于(yu)優質菱(ling)鎂礦石(shi)容易(yi)獲(huo)得，價格很低廉，所以，仍是我國電熔氧(yang)化(hua)鎂用得最多最廣泛的(de)原(yuan)料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)石中氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)含量高低(di)和化(hua)(hua)學(xue)成分直接(jie)影(ying)響到(dao)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)質(zhi)量，同時在電(dian)熔(rong)過程(cheng)中也直接(jie)影(ying)響到(dao)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)得到(dao)的(de)(de)品級(ji)比(bi)(bi)例，因(yin)此，為(wei)了保證電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)質(zhi)量和品級(ji)比(bi)(bi)例，必須對各(ge)種礦(kuang)石進行適當的(de)(de)配比(bi)(bi)后進行熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石。我國的(de)(de)遼寧省(sheng)水(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)(de)礦源非常豐(feng)富，水(shui)鎂(mei)(mei)石中氧(yang)化鎂(mei)(mei)含量高(gao)于菱鎂(mei)(mei)礦石。它也是一種制造電(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)原料，部分地區(qu)水(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)(de)化學(xue)成分見表2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕燒氧化(hua)鎂。以(yi)輕燒氧化(hua)鎂作為(wei)電熔(rong)氧化(hua)鎂原料，可以(yi)使生產環境得到(dao)改(gai)善，可以(yi)降(jiang)低運輸費用。由(you)于電熔(rong)時排出(chu)氣體少，成分(fen)也較均勻(yun)，對提高電熔(rong)氧化(hua)鎂質量(liang)有利。

我(wo)國有一些(xie)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)(yi)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成球(qiu)料(liao)入爐(lu)電(dian)熔(rong)。輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量達到98%，以(yi)(yi)此料(liao)能生(sheng)產(chan)出白色大(da)結晶電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成球(qiu)費用(yong)高，影(ying)響生(sheng)產(chan)成本。目前(qian)，有的(de)廠(chang)家采(cai)用(yong)反(fan)射爐(lu)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)(yi)一定的(de)粒度加入熔(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量比用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石好，成本又比用(yong)球(qiu)料(liao)作原(yuan)料(liao)時便宜，因而得到了(le)一定的(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂。為了某些電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)特(te)殊要求，有時必(bi)(bi)須在電熔(rong)過程中(zhong)采(cai)用燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為電熔(rong)原料(liao)，如采(cai)用海水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為電熔(rong)原料(liao)，一(yi)般首先(xian)利用處理海水和石灰乳作(zuo)(zuo)用生(sheng)產氫(qing)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕(qing)(qing)燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用其他(ta)方法也可以制(zhi)得輕(qing)(qing)燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業(ye)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)制(zhi)取方法)，采(cai)用輕(qing)(qing)燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為原料(liao)生(sheng)產電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研(yan)究認(ren)為，極(ji)少量(liang)的(de)雜質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)體的(de)雜質(zhi)，可明顯(xian)影響晶(jing)(jing)粒的(de)長大(da)。因為雜質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)(zuo)用在于增(zeng)加晶(jing)(jing)界(jie)(jie)運(yun)動(dong)所(suo)需(xu)的(de)能量(liang)。當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與第(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)(jing)體能量(liang)降低(di)，其降低(di)量(liang)與第(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積(ji)成正(zheng)比，所(suo)以必(bi)(bi)須提高晶(jing)(jing)界(jie)(jie)能，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)才能離開(kai)第(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運(yun)動(dong)。并且當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與第(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，與第(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)必(bi)(bi)須變形，第(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)粒長大(da)的(de)極(ji)限尺寸(cun)愈(yu)小。

另一(yi)方面為了降低電(dian)(dian)熔凝氧化鎂(mei)的顯(xian)氣孔率，也應盡(jin)量(liang)減(jian)少原料氧化鎂(mei)的氣體排(pai)出，因此，采用燒結鎂(mei)砂電(dian)(dian)熔有其顯(xian)著優點。

⑤電熔氧化鎂單(dan)晶的化學原料質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特(te)性(xing)是(shi)同(tong)原(yuan)子(zi)和(he)分(fen)子(zi)的(de)(de)量子(zi)力學(xue)本性(xing)如離子(zi)半(ban)徑的(de)(de)尺寸，離子(zi)的(de)(de)電位數值，離子(zi)的(de)(de)電子(zi)外層結構(gou)等(deng)(deng)相關(guan)聯。而(er)氧化(hua)鎂的(de)(de)離子(zi)尺寸、質(zhi)量和(he)電荷、陽(yang)離子(zi)和(he)陰離子(zi)之(zhi)間的(de)(de)結合特(te)性(xing)和(he)強度、離子(zi)的(de)(de)極化(hua)作用、結晶構(gou)造等(deng)(deng)決定它是(shi)一高熔(rong)點化(hua)合物。

氧化(hua)鎂的熔(rong)點和結構參(can)數(shu)(shu)：陽離子(zi)半(ban)徑0.074mm;陰離子(zi)半(ban)徑0.53mm;結構類型NaCl;配位數(shu)(shu)6;有效(xiao)配位數(shu)(shu)8.5;密(mi)度(du)3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制(zhi)造的(de)(de)最重要過程(cheng)是由各種鎂(mei)質(zhi)原料(liao)，通過各種形(xing)式的(de)(de)加熱方法(fa)產生(sheng)高溫使(shi)鎂(mei)質(zhi)材料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變(bian)成(cheng)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)體。要使(shi)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)融，必(bi)須消(xiao)耗大量(liang)的(de)(de)熱能，以克服離子間的(de)(de)引力。通過強大電(dian)弧(hu)產生(sheng)高溫而熔(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)方法(fa)叫做電(dian)弧(hu)熔(rong)融法(fa)。這個融化(hua)(hua)過程(cheng)一(yi)般包括熱的(de)(de)傳導(dao)、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析(xi)晶(jing)、晶(jing)體長大等一(yi)系列物理化(hua)(hua)學(xue)變(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)過程(cheng)。

①脫水(shui)(shui)過(guo)(guo)程。用水(shui)(shui)鎂石作原料有(you)一脫水(shui)(shui)過(guo)(guo)程。水(shui)(shui)鎂石的主要成分是氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)(shui)過(guo)(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過程。用菱鎂(mei)礦作為原料時有一個脫(tuo)碳過程，脫(tuo)碳過程包括兩(liang)個方面。一方面是菱鎂(mei)礦石的熱分解，菱鎂(mei)礦石的主要成(cheng)分是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于在(zai)電熔過程中(zhong)往往在(zai)原料(liao)氧化鎂中(zhong)加入(ru)石(shi)墨(mo)(mo)粉末添加物(助劑)，在(zai)電熔爐(lu)起動過程中(zhong)需在(zai)三電極(石(shi)墨(mo)(mo)電極)的下端用石(shi)墨(mo)(mo)粉末鋪(pu)成(cheng)三角(jiao)形或(huo)星(xing)形導(dao)線路，在(zai)通電過程中(zhong)受熱燒損或(huo)完全燃燒除去石(shi)墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)即氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離(li)(li)子(zi)和氧(yang)離(li)(li)子(zi)在強電(dian)弧產生(sheng)的熱(re)(re)能(neng)(neng)作用下，克服單晶體(ti)中的晶格能(neng)(neng)的束縛，變成(cheng)(cheng)能(neng)(neng)自由(you)運動的過程(cheng)。也就是說(shuo)，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)到(dao)一(yi)定(ding)溫度(熔(rong)點)就會由(you)固體(ti)變成(cheng)(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)。在這一(yi)過程(cheng)中需消耗大量(liang)的電(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產者對用水鎂(mei)石作原料生(sheng)產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的熱(re)(re)平衡的衡算(suan)，熱(re)(re)消耗的比(bi)例如下：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)晶體(ti)生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)消耗值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮(pi)消耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)耗值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼(ke)的水耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表面散熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據可以看出(chu)，在電(dian)熔(rong)