電(dian)弧熔爐生產電(dian)熔氧化鎂的工藝流程主要包括(kuo)：原(yuan)料配料、電(dian)弧熔融、破碎、選別(bie)、粉(fen)碎、篩別(bie)、磁選、分(fen)類包裝等。

(1)原料

我國有豐富的(de)優質(zhi)菱鎂(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)含量高，又易于開(kai)采，因此，被廣泛(fan)用(yong)作電熔氧化(hua)鎂(mei)的(de)原料。采用(yong)菱鎂(mei)石作原料，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電熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔(rong)氧化鎂(mei)的(de)結晶(jing)帶的(de)形成均有(you)不利影響，由(you)于大量(liang)(liang)塵料飛損，使物(wu)料損耗和能(neng)量(liang)(liang)消耗增高，也惡(e)化了車間生產環境(jing)。但由(you)于優質(zhi)菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)容易獲得，價(jia)格很(hen)低廉，所以，仍是我國電熔(rong)氧化鎂(mei)用得最多最廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的含量高低和化(hua)學成分直接(jie)影(ying)響到(dao)電(dian)(dian)(dian)熔凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的質量，同時在(zai)電(dian)(dian)(dian)熔過(guo)程中(zhong)也(ye)直接(jie)影(ying)響到(dao)電(dian)(dian)(dian)熔凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)得到(dao)的品級比(bi)(bi)例，因此，為(wei)了(le)保(bao)證(zheng)電(dian)(dian)(dian)熔凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的質量和品級比(bi)(bi)例，必須對各種礦(kuang)石進行(xing)適當的配(pei)比(bi)(bi)后進行(xing)熔煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)。我國的(de)遼寧(ning)省水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)礦(kuang)源非常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)中氧化鎂(mei)(mei)含量高于菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)。它(ta)也是一種制造電熔凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)原料，部分地區水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)化學成分見表2。

表2水鎂石的化學(xue)成分/%

③輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。以輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)作為電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)原料，可以使生產環(huan)境得到(dao)改(gai)善(shan)，可以降低(di)運(yun)輸(shu)費用(yong)。由(you)于電(dian)熔(rong)時排出氣體少，成分也較(jiao)均勻，對提高電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)質量有(you)利。

我國有一些(xie)電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)以(yi)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)制成(cheng)球料入(ru)爐(lu)電熔。輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量(liang)達到98%，以(yi)此料能生產出白色大結晶電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)。但由(you)于成(cheng)球費用(yong)(yong)高，影響生產成(cheng)本(ben)。目(mu)前，有的(de)廠家采(cai)用(yong)(yong)反(fan)射爐(lu)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)，以(yi)一定的(de)粒度加入(ru)熔爐(lu)電熔，電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)比用(yong)(yong)菱鎂(mei)礦石好，成(cheng)本(ben)又比用(yong)(yong)球料作原料時便宜，因而得到了一定的(de)推廣。

④燒結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)(sha)。為(wei)了某(mou)些(xie)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)特殊要求，有時(shi)必須在(zai)電(dian)熔(rong)過程中采(cai)用燒結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)原料，如采(cai)用海水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)原料，一般首先利(li)用處(chu)理(li)海水(shui)和(he)石(shi)灰乳作(zuo)用生產(chan)氫(qing)(qing)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將(jiang)氫(qing)(qing)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒成輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用其他方法也可以制得(de)輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工(gong)業氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)制取(qu)方法)，采(cai)用輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原料生產(chan)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等(deng)研究(jiu)認為(wei)，極少量(liang)(liang)的(de)(de)(de)雜(za)質氣體(相(xiang))也屬于晶(jing)(jing)體的(de)(de)(de)雜(za)質，可明顯影響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)長大(da)。因為(wei)雜(za)質相(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)用在(zai)于增加晶(jing)(jing)界(jie)運(yun)動所需的(de)(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)體能(neng)(neng)量(liang)(liang)降低，其降低量(liang)(liang)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)橫截(jie)面積成正比(bi)，所以必須提(ti)高晶(jing)(jing)界(jie)能(neng)(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)才能(neng)(neng)離(li)開(kai)第(di)二(er)(er)相(xiang)繼續(xu)運(yun)動。并且當晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)橫截(jie)面積相(xiang)等(deng)的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)必須變形，第(di)二(er)(er)相(xiang)數量(liang)(liang)愈多(duo)，晶(jing)(jing)粒長大(da)的(de)(de)(de)極限尺寸愈小。

另(ling)一(yi)方面為了(le)降(jiang)低電(dian)熔(rong)凝氧化鎂(mei)的顯氣孔率(lv)，也應盡(jin)量減少原料氧化鎂(mei)的氣體排出，因此，采用燒結鎂(mei)砂電(dian)熔(rong)有其顯著優點。

⑤電熔氧(yang)化(hua)鎂單(dan)晶的化(hua)學(xue)原料質量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是同(tong)原子(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)的量子(zi)(zi)(zi)力學本性如離子(zi)(zi)(zi)半徑的尺寸，離子(zi)(zi)(zi)的電位數(shu)值，離子(zi)(zi)(zi)的電子(zi)(zi)(zi)外層結(jie)(jie)構(gou)等相關(guan)聯。而氧化(hua)鎂的離子(zi)(zi)(zi)尺寸、質(zhi)量和(he)電荷、陽離子(zi)(zi)(zi)和(he)陰離子(zi)(zi)(zi)之間的結(jie)(jie)合特(te)性和(he)強(qiang)度、離子(zi)(zi)(zi)的極化(hua)作用(yong)、結(jie)(jie)晶構(gou)造(zao)等決定它是一高熔點化(hua)合物(wu)。

氧化鎂的熔點和結構參數(shu)：陽離(li)子半(ban)徑0.074mm;陰離(li)子半(ban)徑0.53mm;結構類(lei)型(xing)NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制(zhi)造(zao)的(de)(de)最(zui)重要過(guo)程是由各種(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)質原料，通過(guo)各種(zhong)形式的(de)(de)加熱方(fang)(fang)法(fa)產生高溫使(shi)鎂(mei)(mei)(mei)質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，變(bian)成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)體(ti)。要使(shi)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)融(rong)，必須消耗大(da)量的(de)(de)熱能，以克(ke)服(fu)離(li)子間的(de)(de)引力。通過(guo)強大(da)電(dian)弧產生高溫而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)叫做(zuo)電(dian)弧熔(rong)融(rong)法(fa)。這(zhe)個融(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程一(yi)般包括熱的(de)(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)長大(da)等一(yi)系列物理化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)程。

①脫(tuo)(tuo)水過程。用(yong)水鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料(liao)有(you)一脫(tuo)(tuo)水過程。水鎂(mei)(mei)石的(de)主要成分是(shi)氫氧化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)(tuo)水過程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)過程。用菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)(kuang)作為原料(liao)時(shi)有一(yi)個脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)過程，脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)過程包括兩個方(fang)面。一(yi)方(fang)面是菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石(shi)的熱分解，菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石(shi)的主(zhu)要成分是碳(tan)(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方(fang)面，由于在(zai)電(dian)(dian)熔過(guo)程(cheng)中(zhong)往往在(zai)原料氧化鎂中(zhong)加入石(shi)(shi)墨(mo)粉末添加物(助(zhu)劑)，在(zai)電(dian)(dian)熔爐起(qi)動(dong)過(guo)程(cheng)中(zhong)需在(zai)三電(dian)(dian)極(石(shi)(shi)墨(mo)電(dian)(dian)極)的下端用石(shi)(shi)墨(mo)粉末鋪(pu)成三角形(xing)或星形(xing)導(dao)線路(lu)，在(zai)通電(dian)(dian)過(guo)程(cheng)中(zhong)受熱燒損或完全(quan)燃燒除去石(shi)(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)(zhong)鎂(mei)(mei)離子(zi)(zi)和(he)氧(yang)(yang)離子(zi)(zi)在強電(dian)(dian)弧產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)能(neng)(neng)作(zuo)用下，克(ke)服(fu)單(dan)晶(jing)體(ti)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)晶(jing)格能(neng)(neng)的(de)(de)(de)束縛(fu)，變成(cheng)(cheng)能(neng)(neng)自由運動(dong)的(de)(de)(de)過(guo)程。也就是說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)(rong)點)就會由固體(ti)變成(cheng)(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)。在這(zhe)一過(guo)程中(zhong)(zhong)需消耗(hao)大量的(de)(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)(neng)。據(ju)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)(sheng)產者對(dui)用水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料生(sheng)(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)平衡的(de)(de)(de)衡算，熱(re)(re)消耗(hao)的(de)(de)(de)比例如下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)體(ti)生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)消耗(hao)值34.9%，渣皮消耗(hao)熱(re)(re)值15.3%，散(san)砂生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)耗(hao)值3.0%，冷卻水(shui)(shui)耗(hao)熱(re)(re)值8.4%，冷卻爐殼(ke)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)耗(hao)熱(re)(re)值7.9%，爐子(zi)(zi)表面散(san)熱(re)(re)值6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值28.8%。電(dian)(dian)能(neng)(neng)損失值3.2%，從這(zhe)些統(tong)計數據(ju)可(ke)以(yi)看出，在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)