電弧(hu)熔(rong)爐生(sheng)產電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)的工藝流程主要包(bao)括：原料(liao)配料(liao)、電弧(hu)熔(rong)融、破碎、選別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選、分類包(bao)裝(zhuang)等(deng)。

(1)原料

我國(guo)有豐(feng)富的(de)優(you)質菱(ling)鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量(liang)高，又(you)易于開采，因(yin)此，被廣泛用(yong)作電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)的(de)原料。采用(yong)菱(ling)鎂(mei)石作原料，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣體，由于有大量(liang)氣體從(cong)爐內排出影響著電(dian)熔(rong)過(guo)程(cheng)的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化鎂的(de)結(jie)晶帶的(de)形(xing)成均(jun)有(you)不利影響，由于大量(liang)塵料(liao)(liao)飛(fei)損(sun)，使物(wu)料(liao)(liao)損(sun)耗和能量(liang)消耗增高(gao)，也惡化了車間生產環境。但由于優質菱(ling)鎂礦石(shi)容易獲得(de)，價格(ge)很低廉，所(suo)以，仍(reng)是我國電熔(rong)氧化鎂用得(de)最多(duo)最廣泛的(de)原料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)。菱鎂礦(kuang)石中(zhong)氧化(hua)鎂的含量(liang)高低和(he)化(hua)學成分直(zhi)(zhi)接(jie)影響到(dao)電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂的質量(liang)，同時在電熔(rong)過程中(zhong)也直(zhi)(zhi)接(jie)影響到(dao)電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂得到(dao)的品(pin)級比(bi)例，因(yin)此，為(wei)了(le)保證電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂的質量(liang)和(he)品(pin)級比(bi)例，必須對各種礦(kuang)石進行適當的配比(bi)后進行熔(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)石。我國的遼寧(ning)省(sheng)水鎂(mei)(mei)石的礦源(yuan)非常豐富(fu)，水鎂(mei)(mei)石中氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量高(gao)于菱鎂(mei)(mei)礦石。它(ta)也是(shi)一(yi)種制造電熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的原料，部分地區水鎂(mei)(mei)石的化(hua)(hua)學成(cheng)分見(jian)表2。

表(biao)2水(shui)鎂(mei)石的化學成分/%

③輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化鎂。以輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化鎂作為電熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化鎂原料，可(ke)以使生產環(huan)境得到(dao)改(gai)善，可(ke)以降(jiang)低運輸費用。由(you)于電熔(rong)時排出氣體少(shao)，成分也較均勻，對(dui)提(ti)高電熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化鎂質量有利。

我國有(you)一些電(dian)(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂以(yi)輕燒氧(yang)(yang)化鎂制成(cheng)(cheng)球(qiu)料(liao)入(ru)爐電(dian)(dian)(dian)熔。輕燒氧(yang)(yang)化鎂的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化鎂含量達到98%，以(yi)此料(liao)能生(sheng)產出白色(se)大結晶電(dian)(dian)(dian)熔氧(yang)(yang)化鎂。但由于成(cheng)(cheng)球(qiu)費用(yong)高，影響生(sheng)產成(cheng)(cheng)本(ben)。目前，有(you)的(de)(de)(de)(de)廠(chang)家(jia)采用(yong)反射爐輕燒氧(yang)(yang)化鎂，以(yi)一定(ding)的(de)(de)(de)(de)粒度加入(ru)熔爐電(dian)(dian)(dian)熔，電(dian)(dian)(dian)熔氧(yang)(yang)化鎂的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量比用(yong)菱鎂礦(kuang)石好，成(cheng)(cheng)本(ben)又比用(yong)球(qiu)料(liao)作原(yuan)料(liao)時便宜，因(yin)而得到了(le)一定(ding)的(de)(de)(de)(de)推(tui)廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)(wei)了某些電(dian)熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)特殊要(yao)求(qiu)，有(you)時必(bi)須在電(dian)熔過程中采用(yong)(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂作為(wei)(wei)(wei)電(dian)熔原(yuan)(yuan)(yuan)料(liao)，如采用(yong)(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)砂作為(wei)(wei)(wei)電(dian)熔原(yuan)(yuan)(yuan)料(liao)，一般首(shou)先利(li)用(yong)(yong)處理海(hai)水和石灰乳作用(yong)(yong)生產氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，將(jiang)氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方法也(ye)可以制(zhi)得輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業(ye)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)制(zhi)取方法)，采用(yong)(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作為(wei)(wei)(wei)原(yuan)(yuan)(yuan)料(liao)生產電(dian)熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉特爾(er)(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)(wei)，極(ji)少量的(de)(de)(de)雜(za)質氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬(shu)于晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)(de)雜(za)質，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)長大。因為(wei)(wei)(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作用(yong)(yong)在于增(zeng)加晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)運(yun)動(dong)所(suo)需(xu)的(de)(de)(de)能(neng)量。當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)能(neng)量降(jiang)低，其降(jiang)低量與(yu)第(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積(ji)成正比，所(suo)以必(bi)須提高晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)才能(neng)離開第(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運(yun)動(dong)。并且(qie)當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)必(bi)須變形，第(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)量愈多(duo)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒長大的(de)(de)(de)極(ji)限尺寸愈小。

另一(yi)方面為了(le)降低電(dian)熔凝氧化鎂的顯氣(qi)孔率，也應盡量減少原料氧化鎂的氣(qi)體排出，因(yin)此，采用(yong)燒(shao)結鎂砂電(dian)熔有其顯著(zhu)優點。

⑤電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)單(dan)晶的化學原料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些(xie)特性是同原(yuan)子(zi)和分(fen)子(zi)的(de)(de)量子(zi)力學本性如離(li)子(zi)半徑(jing)的(de)(de)尺寸(cun)，離(li)子(zi)的(de)(de)電(dian)位數(shu)值，離(li)子(zi)的(de)(de)電(dian)子(zi)外(wai)層結構等相(xiang)關聯。而氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)離(li)子(zi)尺寸(cun)、質量和電(dian)荷、陽離(li)子(zi)和陰離(li)子(zi)之間的(de)(de)結合特性和強度(du)、離(li)子(zi)的(de)(de)極化(hua)作用、結晶構造(zao)等決(jue)定它(ta)是一高(gao)熔點(dian)化(hua)合物。

氧化鎂(mei)的(de)熔(rong)點和結構參數(shu)：陽離子半(ban)徑(jing)(jing)0.074mm;陰離子半(ban)徑(jing)(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)最重要過程是由各種鎂(mei)(mei)質原料，通過各種形式的(de)加(jia)熱方(fang)法產生高(gao)溫(wen)使(shi)(shi)鎂(mei)(mei)質材料(MgO)熔(rong)化(hua)，變成氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)體。要使(shi)(shi)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)融，必(bi)須(xu)消耗大量的(de)熱能，以(yi)克服離子(zi)間的(de)引力。通過強大電弧產生高(gao)溫(wen)而(er)熔(rong)化(hua)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)方(fang)法叫做(zuo)電弧熔(rong)融法。這(zhe)個融化(hua)過程一(yi)般包括熱的(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)、析晶、晶體長(chang)大等一(yi)系列物理化(hua)學變化(hua)的(de)過程。

①脫水過程。用(yong)水鎂(mei)石作(zuo)原料有一(yi)脫水過程。水鎂(mei)石的(de)主要成分是(shi)氫氧化(hua)鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水過程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)。用菱鎂(mei)礦(kuang)作為原料時(shi)有一個脫碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)，脫碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)包(bao)括兩個方面(mian)。一方面(mian)是菱鎂(mei)礦(kuang)石的熱分(fen)解，菱鎂(mei)礦(kuang)石的主要成(cheng)分(fen)是碳(tan)(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面，由于在(zai)電熔過(guo)程(cheng)中往往在(zai)原料氧化鎂(mei)中加入石(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)粉末添(tian)加物(助(zhu)劑)，在(zai)電熔爐起動過(guo)程(cheng)中需在(zai)三電極(石(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)電極)的下端用石(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)粉末鋪成三角形或星(xing)形導線路，在(zai)通電過(guo)程(cheng)中受熱(re)燒損或完全燃燒除去石(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化過程(cheng)。熔(rong)化過程(cheng)即氧(yang)(yang)化鎂(mei)中鎂(mei)離(li)子和氧(yang)(yang)離(li)子在(zai)強電(dian)弧(hu)產生(sheng)的(de)(de)熱(re)能(neng)(neng)作(zuo)用(yong)下，克服單(dan)晶(jing)體(ti)中的(de)(de)晶(jing)格能(neng)(neng)的(de)(de)束縛，變(bian)成(cheng)能(neng)(neng)自由運動(dong)的(de)(de)過程(cheng)。也就是說，氧(yang)(yang)化鎂(mei)加熱(re)到一定(ding)溫度(熔(rong)點)就會由固體(ti)變(bian)成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)化。在(zai)這一過程(cheng)中需消耗(hao)(hao)大量的(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)生(sheng)產者對用(yong)水(shui)鎂(mei)石作(zuo)原料(liao)生(sheng)產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)(de)熱(re)平衡(heng)的(de)(de)衡(heng)算，熱(re)消耗(hao)(hao)的(de)(de)比例如下：氧(yang)(yang)化鎂(mei)晶(jing)體(ti)生(sheng)成(cheng)熱(re)消耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)熱(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶走熱(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數(shu)據可(ke)以(yi)看出，在(zai)電(dian)熔(rong)