電弧熔(rong)爐生產電熔(rong)氧化鎂的工藝流程主要包括：原料配料、電弧熔(rong)融、破碎、選(xuan)別(bie)、粉(fen)碎、篩別(bie)、磁選(xuan)、分類包裝等。

(1)原料

我國(guo)有豐(feng)富的優(you)質(zhi)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)，氧化鎂(mei)(mei)含量高，又易于開采(cai)，因此，被廣泛用作電熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)的原料(liao)(liao)。采(cai)用菱(ling)鎂(mei)(mei)石(shi)作原料(liao)(liao)，碳酸鎂(mei)(mei)分解(jie)產生CO2氣體，由于有大量氣體從爐(lu)內(nei)排出影響(xiang)著電熔(rong)過程的進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)的結晶帶的形成均(jun)有不利影響(xiang)，由于大量塵料飛損，使物料損耗和能(neng)量消耗增高，也惡(e)化了(le)車間生產(chan)環(huan)境。但由于優質菱鎂(mei)礦石(shi)容易(yi)獲得(de)，價格(ge)很低廉，所以，仍是我國電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)用(yong)得(de)最多最廣泛的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)(shi)中(zhong)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的含量高低(di)和(he)(he)化(hua)(hua)(hua)學成分直接影響(xiang)到(dao)電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的質量，同時在電(dian)熔過(guo)程中(zhong)也直接影響(xiang)到(dao)電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)得到(dao)的品級(ji)比(bi)例(li)，因此(ci)，為(wei)了保證電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的質量和(he)(he)品級(ji)比(bi)例(li)，必須對各種礦石(shi)(shi)進(jin)行適當的配比(bi)后進(jin)行熔煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)。我(wo)國的(de)遼(liao)寧省水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)礦源(yuan)非常豐(feng)富，水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)中氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量高(gao)于(yu)菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)。它也是一種制造(zao)電熔凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原料，部分地區水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)化(hua)(hua)(hua)學成分見表2。

表(biao)2水鎂石的化學成(cheng)分/%

③輕燒(shao)氧化(hua)鎂。以輕燒(shao)氧化(hua)鎂作為電熔(rong)氧化(hua)鎂原料(liao)，可以使(shi)生產(chan)環境得到改善，可以降低運輸費用。由于(yu)電熔(rong)時排(pai)出(chu)氣體少(shao)，成(cheng)分也(ye)較均勻，對(dui)提高電熔(rong)氧化(hua)鎂質量有利。

我國(guo)有一些電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成球料入爐電熔(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量達到98%，以此料能生產出白(bai)色大結(jie)晶電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成球費用高，影響生產成本(ben)。目前，有的(de)廠(chang)家采用反射爐輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以一定的(de)粒度加(jia)入熔(rong)爐電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量比用菱鎂(mei)(mei)礦石好，成本(ben)又比用球料作(zuo)原料時便宜(yi)，因(yin)而得到了一定的(de)推(tui)廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂。為了(le)某些電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)特殊要求，有(you)時必(bi)須在(zai)(zai)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)過程(cheng)中采(cai)用(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂作為電(dian)(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)料，如(ru)采(cai)用(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)砂作為電(dian)(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)料，一般首先利用(yong)(yong)處理海水和石灰乳作用(yong)(yong)生(sheng)產(chan)氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將(jiang)氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)成(cheng)輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方法也可以制(zhi)得輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳(xiang)見工業(ye)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)制(zhi)取(qu)方法)，采(cai)用(yong)(yong)輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作為原(yuan)料生(sheng)產(chan)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(er)(Ruttere)等研究認為，極少量的(de)(de)雜質氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)體(ti)的(de)(de)雜質，可明顯影響(xiang)晶(jing)粒的(de)(de)長大。因為雜質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作用(yong)(yong)在(zai)(zai)于增(zeng)加晶(jing)界(jie)(jie)運動所需的(de)(de)能(neng)(neng)量。當(dang)晶(jing)界(jie)(jie)與(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)體(ti)能(neng)(neng)量降低(di)，其降低(di)量與(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積(ji)成(cheng)正(zheng)比，所以必(bi)須提高晶(jing)界(jie)(jie)能(neng)(neng)，晶(jing)界(jie)(jie)才能(neng)(neng)離開第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動。并且當(dang)晶(jing)界(jie)(jie)與(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)界(jie)(jie)必(bi)須變形，第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量愈(yu)多，晶(jing)粒長大的(de)(de)極限尺寸愈(yu)小(xiao)。

另一方面為了降低電熔凝氧化鎂的顯氣(qi)孔率，也應盡(jin)量減少原料氧化鎂的氣(qi)體排出，因(yin)此，采用燒結鎂砂電熔有其(qi)顯著優點。

⑤電熔氧化鎂單(dan)晶(jing)的化學(xue)原料質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性是同原(yuan)子(zi)(zi)和分(fen)子(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)力學本性如(ru)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)半徑的(de)尺寸(cun)，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電(dian)(dian)位數值(zhi)，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)外層結構等(deng)相關聯。而氧(yang)化鎂的(de)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)尺寸(cun)、質量和電(dian)(dian)荷、陽離(li)(li)(li)子(zi)(zi)和陰(yin)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)結合(he)特性和強度、離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)極化作用、結晶構造等(deng)決定它是一高熔點化合(he)物。

氧化(hua)鎂的熔點和結構(gou)參數(shu)：陽離子(zi)半徑0.074mm;陰離子(zi)半徑0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配(pei)位(wei)數(shu)6;有效(xiao)配(pei)位(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制造的(de)最(zui)重要(yao)過(guo)(guo)程(cheng)是由各種(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)質(zhi)(zhi)原(yuan)料(liao)，通過(guo)(guo)各種(zhong)形式的(de)加熱方法產(chan)生(sheng)高(gao)溫(wen)使鎂(mei)(mei)(mei)質(zhi)(zhi)材(cai)料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)，變成氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)(rong)體。要(yao)使氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)，必須消耗大(da)(da)量的(de)熱能，以(yi)克服離子(zi)間的(de)引力(li)。通過(guo)(guo)強(qiang)大(da)(da)電弧(hu)產(chan)生(sheng)高(gao)溫(wen)而(er)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)方法叫做電弧(hu)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)法。這個(ge)融(rong)化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)一般(ban)包括熱的(de)傳(chuan)導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳(tan)、熔(rong)(rong)(rong)化(hua)、析晶、晶體長(chang)大(da)(da)等一系(xi)列物(wu)理(li)化(hua)學變化(hua)的(de)過(guo)(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)(shui)(shui)過程(cheng)。用水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)作原料有一脫(tuo)水(shui)(shui)(shui)過程(cheng)。水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的主要成(cheng)分是氫氧(yang)化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)水(shui)(shui)(shui)過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)程。用(yong)菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)作(zuo)為原(yuan)料時有一個(ge)脫碳過(guo)程，脫碳過(guo)程包(bao)括兩(liang)個(ge)方(fang)面。一方(fang)面是菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石(shi)的(de)熱分解(jie)，菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石(shi)的(de)主要(yao)成分是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由(you)于在(zai)電(dian)(dian)熔過程中(zhong)往往在(zai)原料氧化鎂中(zhong)加入石(shi)墨(mo)(mo)粉(fen)末添加物(wu)(助劑)，在(zai)電(dian)(dian)熔爐起動過程中(zhong)需在(zai)三電(dian)(dian)極(石(shi)墨(mo)(mo)電(dian)(dian)極)的下(xia)端用石(shi)墨(mo)(mo)粉(fen)末鋪(pu)成三角形或(huo)星形導線路，在(zai)通(tong)電(dian)(dian)過程中(zhong)受熱燒(shao)損或(huo)完全燃燒(shao)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)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子(zi)和氧(yang)(yang)離子(zi)在(zai)(zai)強電(dian)弧產生(sheng)(sheng)的(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)能(neng)(neng)(neng)作(zuo)用下(xia)，克服單(dan)晶體中(zhong)的(de)晶格(ge)能(neng)(neng)(neng)的(de)束(shu)縛(fu)，變(bian)成(cheng)能(neng)(neng)(neng)自由(you)運動的(de)過程(cheng)。也就(jiu)是說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)加(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)到一定溫度(熔(rong)點(dian))就(jiu)會(hui)由(you)固體變(bian)成(cheng)液體，叫熔(rong)化(hua)(hua)。在(zai)(zai)這(zhe)一過程(cheng)中(zhong)需消(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)電(dian)能(neng)(neng)(neng)。據電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)產者對用水鎂(mei)石作(zuo)原料生(sheng)(sheng)產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)平(ping)衡的(de)衡算，熱(re)(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)比例如(ru)下(xia)：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)晶體生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)卻(que)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻(que)爐(lu)殼(ke)的(de)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表面散熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走(zou)熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)(neng)損失值(zhi)3.2%，從這(zhe)些(xie)統計數據可以看出(chu)，在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)