電弧熔(rong)爐生產電熔(rong)氧化鎂的工藝(yi)流(liu)程主要(yao)包括：原料配料、電弧熔(rong)融、破碎、選別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選、分類包裝(zhuang)等。

(1)原料

我國(guo)有豐富(fu)的(de)優(you)質菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)，氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量高，又易于(yu)開采(cai)(cai)，因此，被廣泛(fan)用作電熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原料。采(cai)(cai)用菱鎂(mei)(mei)石(shi)作原料，碳酸(suan)鎂(mei)(mei)分解產生CO2氣體，由于(yu)有大量氣體從爐(lu)內排出影響著電熔過程的(de)進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂(mei)的結晶帶(dai)的形成(cheng)均有不利影響，由于大(da)量塵料(liao)飛(fei)損，使物(wu)料(liao)損耗和能量消耗增高，也惡化了車間生(sheng)產環境。但由于優(you)質菱鎂(mei)礦石容易獲得，價格很低廉(lian)，所以，仍是我(wo)國電熔氧化鎂(mei)用得最多(duo)最廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石中氧(yang)化(hua)鎂(mei)的含量(liang)高低(di)和(he)(he)化(hua)學成分直(zhi)接影響(xiang)(xiang)到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的質量(liang)，同時在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)過程中也直(zhi)接影響(xiang)(xiang)到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)得(de)到(dao)的品級(ji)比(bi)例(li)，因(yin)此，為了保(bao)證電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的質量(liang)和(he)(he)品級(ji)比(bi)例(li)，必須(xu)對各種礦(kuang)石進(jin)(jin)行(xing)適當的配比(bi)后(hou)進(jin)(jin)行(xing)熔(rong)(rong)煉。

②水(shui)(shui)鎂石(shi)。我國的遼寧省水(shui)(shui)鎂石(shi)的礦源(yuan)非常豐富(fu)，水(shui)(shui)鎂石(shi)中氧(yang)化(hua)(hua)鎂含量高(gao)于菱鎂礦石(shi)。它也是(shi)一種制造電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂的原(yuan)料，部分地(di)區水(shui)(shui)鎂石(shi)的化(hua)(hua)學(xue)成分見表2。

表(biao)2水鎂石的化學成分/%

③輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。以(yi)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作為電熔氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)原料，可以(yi)使生產(chan)環(huan)境得到改善，可以(yi)降低運輸費用。由于電熔時(shi)排出氣體少，成分(fen)也較均勻，對提高電熔氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)質量有利(li)。

我國有一些電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)以(yi)輕燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制(zhi)成(cheng)球(qiu)料(liao)(liao)(liao)入(ru)(ru)爐(lu)電(dian)熔(rong)。輕燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)含(han)量達到98%，以(yi)此料(liao)(liao)(liao)能生產出白色大結(jie)晶電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)費(fei)用高(gao)，影響生產成(cheng)本(ben)。目前，有的廠家采用反射爐(lu)輕燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)，以(yi)一定(ding)的粒度加(jia)入(ru)(ru)熔(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的質量比用菱鎂(mei)礦石(shi)好(hao)，成(cheng)本(ben)又比用球(qiu)料(liao)(liao)(liao)作原料(liao)(liao)(liao)時便宜，因而得(de)到了一定(ding)的推廣。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為了某些(xie)電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)特殊要求，有(you)時(shi)必須在電(dian)熔過程中采用(yong)(yong)燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為電(dian)熔原(yuan)料，如采用(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為電(dian)熔原(yuan)料，一般首先利用(yong)(yong)處理海水和石灰乳作(zuo)用(yong)(yong)生產氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成(cheng)輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方法也(ye)可(ke)以制(zhi)(zhi)得輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(詳(xiang)見工業(ye)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)制(zhi)(zhi)取方法)，采用(yong)(yong)輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)為原(yuan)料生產電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究認為，極少量(liang)的(de)雜(za)質氣(qi)體(ti)(ti)(ti)(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)的(de)雜(za)質，可(ke)明(ming)顯影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)長(chang)(chang)大(da)。因(yin)為雜(za)質相(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)用(yong)(yong)在于增加晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)運(yun)動所需的(de)能量(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)能量(liang)降(jiang)低，其降(jiang)低量(liang)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截面(mian)積成(cheng)正(zheng)比(bi)，所以必須提高晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)能，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)才能離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并且(qie)當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截面(mian)積相(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)必須變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒長(chang)(chang)大(da)的(de)極限尺寸愈小。

另一方面為了降(jiang)低(di)電熔(rong)凝氧化鎂的(de)顯氣孔(kong)率，也應盡量減少原料氧化鎂的(de)氣體排出，因此，采用燒(shao)結(jie)鎂砂電熔(rong)有(you)其顯著優點。

⑤電熔(rong)氧化鎂(mei)單晶(jing)的化學原料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特(te)性是同原子(zi)和分子(zi)的(de)(de)量子(zi)力學本性如離子(zi)半徑的(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(jie)構等相(xiang)關聯。而氧化鎂(mei)的(de)(de)離子(zi)尺寸、質(zhi)量和電荷、陽離子(zi)和陰離子(zi)之(zhi)間的(de)(de)結(jie)合特(te)性和強度、離子(zi)的(de)(de)極化作用、結(jie)晶構造等決定它是一高熔點(dian)化合物。

氧(yang)化鎂的熔(rong)(rong)點和結(jie)構參數(shu)：陽離(li)子半徑(jing)0.074mm;陰離(li)子半徑(jing)0.53mm;結(jie)構類(lei)型NaCl;配(pei)位(wei)數(shu)6;有效配(pei)位(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)(rong)點2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂制(zhi)造(zao)的(de)最重(zhong)要過程是由各(ge)種(zhong)鎂質(zhi)原料，通(tong)(tong)過各(ge)種(zhong)形式(shi)的(de)加熱(re)(re)方法產生(sheng)高(gao)溫(wen)使鎂質(zhi)材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)體(ti)。要使氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)融，必須消耗大量的(de)熱(re)(re)能，以克服離子(zi)間(jian)的(de)引力。通(tong)(tong)過強大電弧產生(sheng)高(gao)溫(wen)而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)方法叫做電弧熔(rong)融法。這個(ge)融化(hua)(hua)(hua)過程一(yi)般包括熱(re)(re)的(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳(tan)、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)長(chang)大等一(yi)系列物理化(hua)(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)(hua)的(de)過程。

①脫水(shui)過程(cheng)。用水(shui)鎂石作原(yuan)料有一(yi)脫水(shui)過程(cheng)。水(shui)鎂石的(de)主要成分是(shi)氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)程。用菱(ling)鎂(mei)礦作為原料時(shi)有一個脫碳過(guo)程，脫碳過(guo)程包括兩個方(fang)面。一方(fang)面是(shi)菱(ling)鎂(mei)礦石的熱(re)分解，菱(ling)鎂(mei)礦石的主(zhu)要成分是(shi)碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由(you)于在(zai)電(dian)熔過(guo)程(cheng)中往往在(zai)原(yuan)料氧化(hua)鎂(mei)中加入石(shi)墨(mo)粉末添加物(助(zhu)劑)，在(zai)電(dian)熔爐起(qi)動(dong)過(guo)程(cheng)中需在(zai)三電(dian)極(石(shi)墨(mo)電(dian)極)的下端用石(shi)墨(mo)粉末鋪成三角(jiao)形或(huo)星形導線路(lu)，在(zai)通電(dian)過(guo)程(cheng)中受熱燒(shao)損或(huo)完全(quan)燃(ran)燒(shao)除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程即氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離子和氧離子在強電(dian)弧(hu)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)熱(re)能(neng)(neng)(neng)作用下，克服單晶體(ti)(ti)中(zhong)的(de)晶格(ge)能(neng)(neng)(neng)的(de)束縛，變(bian)成(cheng)(cheng)能(neng)(neng)(neng)自由運動的(de)過(guo)程。也就是(shi)說，氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)點)就會由固體(ti)(ti)變(bian)成(cheng)(cheng)液體(ti)(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)。在這(zhe)一過(guo)程中(zhong)需消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)大量的(de)電(dian)能(neng)(neng)(neng)。據(ju)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)者對用水鎂(mei)(mei)石作原料生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)熱(re)平衡(heng)的(de)衡(heng)算，熱(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)的(de)比(bi)例如下：氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶體(ti)(ti)生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子表(biao)面散(san)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這(zhe)些(xie)統計數據(ju)可以看出，在電(dian)熔(rong)(rong)