電(dian)弧熔(rong)(rong)爐生(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂的工藝流程主要包括(kuo)：原料配(pei)料、電(dian)弧熔(rong)(rong)融、破碎(sui)、選別、粉碎(sui)、篩別、磁(ci)選、分類(lei)包裝等(deng)。

(1)原料

我國有(you)豐富的(de)優質菱鎂礦石(shi)，氧化(hua)鎂含量(liang)高，又易于開采，因此，被廣泛用(yong)作電熔(rong)氧化(hua)鎂的(de)原(yuan)料。采用(yong)菱鎂石(shi)作原(yuan)料，碳酸鎂分解產生CO2氣體，由于有(you)大量(liang)氣體從爐內排(pai)出影響著電熔(rong)過程(cheng)的(de)進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂(mei)的(de)結晶帶的(de)形成均有不利影響，由于大量(liang)塵料飛損，使物料損耗和能量(liang)消耗增高，也惡化了車間生產(chan)環境(jing)。但由于優質(zhi)菱鎂(mei)礦(kuang)石容易獲得，價(jia)格很低廉，所以，仍是(shi)我國(guo)電熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂(mei)用得最(zui)多最(zui)廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)中氧化鎂(mei)的(de)(de)含量高低和(he)化學成分(fen)直接影響到電熔(rong)凝氧化鎂(mei)的(de)(de)質量，同時在電熔(rong)過程中也(ye)直接影響到電熔(rong)凝氧化鎂(mei)得到的(de)(de)品級(ji)比(bi)例，因此，為了(le)保證電熔(rong)凝氧化鎂(mei)的(de)(de)質量和(he)品級(ji)比(bi)例，必須對各種礦(kuang)石(shi)進行適當的(de)(de)配比(bi)后(hou)進行熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)。我國的(de)(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)(de)礦源非常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)中氧化鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)。它也(ye)是一種制造電熔凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)(de)原料(liao)，部分地區水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)(de)化學成分見表2。

表2水鎂(mei)石的化學(xue)成(cheng)分/%

③輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)。以輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)作為電熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)原料，可(ke)以使生產環境(jing)得到改善，可(ke)以降低運(yun)輸(shu)費用。由于電熔(rong)(rong)時排出氣體少，成(cheng)分(fen)也(ye)較均勻，對提高(gao)電熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)質量有利。

我國有一(yi)些(xie)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以(yi)輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制成球(qiu)料入爐電(dian)熔(rong)(rong)(rong)。輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含(han)量達到98%，以(yi)此(ci)料能(neng)生產出(chu)白色大結晶電(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于成球(qiu)費用高，影響生產成本(ben)。目前，有的(de)廠家采用反射(she)爐輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以(yi)一(yi)定的(de)粒度加入熔(rong)(rong)(rong)爐電(dian)熔(rong)(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質量比用菱鎂(mei)礦石好，成本(ben)又比用球(qiu)料作原料時(shi)便宜，因而得到了一(yi)定的(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)了(le)某些(xie)電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)特(te)殊要求，有時(shi)必(bi)須(xu)在(zai)電熔(rong)(rong)過程中(zhong)采(cai)(cai)用(yong)燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)電熔(rong)(rong)原料(liao)，如(ru)采(cai)(cai)用(yong)海(hai)(hai)水鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)電熔(rong)(rong)原料(liao)，一般首先利用(yong)處理海(hai)(hai)水和石灰(hui)乳(ru)作(zuo)用(yong)生(sheng)(sheng)產(chan)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成(cheng)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)其(qi)他方(fang)法也可以(yi)制(zhi)得輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)制(zhi)取方(fang)法)，采(cai)(cai)用(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原料(liao)生(sheng)(sheng)產(chan)電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)，極少量(liang)的(de)(de)(de)雜質氣體(相(xiang))也屬(shu)于(yu)晶(jing)(jing)(jing)體的(de)(de)(de)雜質，可明顯影(ying)響晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)長(chang)大(da)。因為(wei)(wei)雜質相(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)在(zai)于(yu)增加(jia)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)運動(dong)所需的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)第二相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)體能(neng)量(liang)降(jiang)低，其(qi)降(jiang)低量(liang)與(yu)第二相(xiang)橫截面積成(cheng)正(zheng)比，所以(yi)必(bi)須(xu)提高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)才能(neng)離開第二相(xiang)繼續運動(dong)。并(bing)且當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)第二相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，與(yu)第二相(xiang)橫截面積相(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)必(bi)須(xu)變形(xing)，第二相(xiang)數量(liang)愈多(duo)，晶(jing)(jing)(jing)粒長(chang)大(da)的(de)(de)(de)極限尺寸愈小。

另(ling)一方面為(wei)了降低電熔(rong)凝氧(yang)化鎂的顯氣(qi)孔率，也(ye)應盡量減少原料氧(yang)化鎂的氣(qi)體排出(chu)，因此，采用燒結鎂砂電熔(rong)有其(qi)顯著優(you)點。

⑤電熔氧化鎂(mei)單(dan)晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原子(zi)和分子(zi)的(de)量子(zi)力學本性(xing)如離(li)(li)子(zi)半徑的(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)的(de)電(dian)位數(shu)值，離(li)(li)子(zi)的(de)電(dian)子(zi)外層結(jie)構等相(xiang)關聯。而(er)氧化鎂的(de)離(li)(li)子(zi)尺寸、質量和電(dian)荷、陽離(li)(li)子(zi)和陰離(li)(li)子(zi)之(zhi)間的(de)結(jie)合特性(xing)和強度、離(li)(li)子(zi)的(de)極化作用、結(jie)晶構造等決(jue)定它(ta)是一(yi)高熔點(dian)化合物。

氧化(hua)鎂的熔點和結構(gou)(gou)參(can)數：陽離子半徑(jing)0.074mm;陰離子半徑(jing)0.53mm;結構(gou)(gou)類型(xing)NaCl;配(pei)位數6;有效配(pei)位數8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)制造的(de)最重(zhong)要過(guo)(guo)程(cheng)是由各(ge)種鎂(mei)質原料，通(tong)過(guo)(guo)各(ge)種形式的(de)加熱方法(fa)產生高溫使鎂(mei)質材料(MgO)熔化(hua)，變成(cheng)氧化(hua)鎂(mei)熔體(ti)。要使氧化(hua)鎂(mei)熔融(rong)(rong)，必須(xu)消耗大(da)量(liang)的(de)熱能，以克服離(li)子間的(de)引力。通(tong)過(guo)(guo)強大(da)電弧產生高溫而熔化(hua)氧化(hua)鎂(mei)的(de)方法(fa)叫做電弧熔融(rong)(rong)法(fa)。這個融(rong)(rong)化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)一般包(bao)括熱的(de)傳導(dao)、脫(tuo)水、脫(tuo)碳(tan)、熔化(hua)、析晶(jing)(jing)、晶(jing)(jing)體(ti)長大(da)等一系列物理(li)化(hua)學變化(hua)的(de)過(guo)(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)(tuo)水過程。用水鎂(mei)石作(zuo)原(yuan)料(liao)有一脫(tuo)(tuo)水過程。水鎂(mei)石的(de)主要成分(fen)是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)(tuo)水過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過(guo)程。用菱鎂礦作為原料時有(you)一個脫(tuo)碳過(guo)程，脫(tuo)碳過(guo)程包括兩個方面。一方面是菱鎂礦石的熱分(fen)(fen)解(jie)，菱鎂礦石的主要(yao)成分(fen)(fen)是碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電(dian)熔(rong)過(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)往往在(zai)原料氧化鎂中(zhong)(zhong)加(jia)入石墨粉(fen)末添加(jia)物(助(zhu)劑)，在(zai)電(dian)熔(rong)爐起動(dong)過(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)需在(zai)三(san)電(dian)極(石墨電(dian)極)的下(xia)端用石墨粉(fen)末鋪成三(san)角形(xing)或星形(xing)導(dao)線路，在(zai)通電(dian)過(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)受(shou)熱燒(shao)損或完全燃燒(shao)除(chu)去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)即氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)離子和(he)氧離子在(zai)(zai)強電弧產生的(de)熱(re)(re)能(neng)作(zuo)用下(xia)(xia)，克服單晶(jing)體(ti)(ti)中(zhong)的(de)晶(jing)格(ge)能(neng)的(de)束縛(fu)，變成(cheng)能(neng)自由(you)(you)運動的(de)過(guo)程(cheng)。也(ye)就是(shi)說，氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)加熱(re)(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)點(dian))就會由(you)(you)固體(ti)(ti)變成(cheng)液體(ti)(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)。在(zai)(zai)這(zhe)(zhe)一過(guo)程(cheng)中(zhong)需消耗(hao)(hao)(hao)大量的(de)電能(neng)。據電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)生產者(zhe)對用水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石作(zuo)原料(liao)生產電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)熱(re)(re)平(ping)衡的(de)衡算，熱(re)(re)消耗(hao)(hao)(hao)的(de)比(bi)例如下(xia)(xia)：氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)晶(jing)體(ti)(ti)生成(cheng)熱(re)(re)消耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生成(cheng)熱(re)(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼的(de)水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)子表面散熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電能(neng)損(sun)失值(zhi)3.2%，從這(zhe)(zhe)些統計數據可以看出，在(zai)(zai)電熔(rong)(rong)