電(dian)弧熔(rong)爐生產電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂的(de)工藝流(liu)程主要包(bao)括：原料(liao)配料(liao)、電(dian)弧熔(rong)融、破碎、選(xuan)別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選(xuan)、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富(fu)的優質菱鎂礦石(shi)(shi)，氧化鎂含(han)量(liang)高，又易于開采，因此(ci)，被廣泛用(yong)作電熔氧化鎂的原(yuan)料。采用(yong)菱鎂石(shi)(shi)作原(yuan)料，碳酸鎂分解產生(sheng)CO2氣(qi)體，由于有大量(liang)氣(qi)體從爐內排出影響著電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)的結晶帶的形成均(jun)有不利(li)影響，由(you)于(yu)大量塵料(liao)飛損(sun)，使物(wu)料(liao)損(sun)耗和能量消耗增(zeng)高，也惡(e)化了(le)車間生產環境。但由(you)于(yu)優質(zhi)菱鎂(mei)礦石容易(yi)獲(huo)得(de)，價格(ge)很低廉，所(suo)以，仍是我(wo)國電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)用得(de)最(zui)多最(zui)廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)(ling)鎂(mei)礦。菱(ling)(ling)鎂(mei)礦石中氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)含量高低和化(hua)(hua)學成分直(zhi)(zhi)接影響到電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)質量，同時在電熔過(guo)程(cheng)中也直(zhi)(zhi)接影響到電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)得(de)到的(de)(de)品級(ji)比(bi)(bi)(bi)例，因(yin)此，為了保證電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)質量和品級(ji)比(bi)(bi)(bi)例，必須對各(ge)種礦石進行適當的(de)(de)配比(bi)(bi)(bi)后(hou)進行熔煉。

②水鎂(mei)(mei)(mei)石。我國的(de)遼寧省水鎂(mei)(mei)(mei)石的(de)礦源非常豐富，水鎂(mei)(mei)(mei)石中(zhong)氧化鎂(mei)(mei)(mei)含量高(gao)于菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦石。它也是一(yi)種制(zhi)造電熔凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)原料，部分地區水鎂(mei)(mei)(mei)石的(de)化學成分見表2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)。以輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)作為電(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)原料，可以使生產環(huan)境得到改善，可以降低(di)運輸費用。由于電(dian)熔(rong)(rong)時(shi)排出氣體少，成(cheng)分也較(jiao)均勻(yun)，對提高電(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)質量有(you)利。

我國有一些電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)以(yi)(yi)輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)制成(cheng)球料(liao)入爐(lu)(lu)電熔(rong)。輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)含量(liang)達到(dao)98%，以(yi)(yi)此料(liao)能生(sheng)產出白色大結晶電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。但(dan)由(you)于(yu)成(cheng)球費(fei)用(yong)(yong)高(gao)，影響生(sheng)產成(cheng)本。目前，有的(de)廠家采(cai)用(yong)(yong)反射(she)爐(lu)(lu)輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，以(yi)(yi)一定的(de)粒度加入熔(rong)爐(lu)(lu)電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)質(zhi)量(liang)比用(yong)(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本又比用(yong)(yong)球料(liao)作原料(liao)時便宜，因而得到(dao)了(le)一定的(de)推廣。

④燒結鎂(mei)砂。為(wei)了某些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)特(te)殊要求，有時必須(xu)在電(dian)熔(rong)過(guo)程(cheng)中(zhong)采(cai)用(yong)(yong)(yong)燒結鎂(mei)砂作為(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，如采(cai)用(yong)(yong)(yong)海水鎂(mei)砂作為(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，一般(ban)首先利用(yong)(yong)(yong)處(chu)理海水和石灰乳(ru)作用(yong)(yong)(yong)生產氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)，將氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)煅燒成輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)(yong)其(qi)他方(fang)法也可以制得輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(詳見(jian)工(gong)業(ye)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)制取方(fang)法)，采(cai)用(yong)(yong)(yong)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)作為(wei)原(yuan)料(liao)生產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研究(jiu)認(ren)為(wei)，極少量(liang)的(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)氣體(相)也屬于(yu)晶(jing)體的(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)，可明顯影響晶(jing)粒(li)的(de)(de)(de)長大。因(yin)為(wei)雜(za)質(zhi)相的(de)(de)(de)作用(yong)(yong)(yong)在于(yu)增加晶(jing)界(jie)(jie)運動所需的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)。當晶(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二(er)相相遇時，晶(jing)體能(neng)量(liang)降低，其(qi)降低量(liang)與(yu)第(di)二(er)相橫(heng)截面(mian)積(ji)成正比，所以必須(xu)提高晶(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)(jie)才能(neng)離開第(di)二(er)相繼續運動。并且(qie)當晶(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二(er)相相遇時，與(yu)第(di)二(er)相橫(heng)截面(mian)積(ji)相等的(de)(de)(de)晶(jing)界(jie)(jie)必須(xu)變形，第(di)二(er)相數量(liang)愈多，晶(jing)粒(li)長大的(de)(de)(de)極限(xian)尺寸愈小。

另一方面為了降低電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂的顯氣孔(kong)率，也(ye)應(ying)盡量減少原料氧(yang)(yang)化鎂的氣體排(pai)出，因此，采用(yong)燒(shao)結鎂砂電熔有其顯著優點。

⑤電熔氧化鎂(mei)單晶(jing)的化學原料質(zhi)量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是同(tong)原子(zi)(zi)(zi)和分(fen)子(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)力學(xue)本性如離(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺(chi)寸(cun)，離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電位數值，離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)(zi)外層結構等(deng)相(xiang)關聯。而氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)、質量和電荷、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)和陰離(li)子(zi)(zi)(zi)之間(jian)的(de)結合特性和強度、離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)極化(hua)作用(yong)、結晶構造(zao)等(deng)決定它是一高(gao)熔點(dian)化(hua)合物。

氧化鎂的(de)熔點和(he)結(jie)構參數(shu)：陽離(li)子(zi)半徑(jing)0.074mm;陰(yin)離(li)子(zi)半徑(jing)0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配位(wei)(wei)數(shu)6;有效配位(wei)(wei)數(shu)8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)(de)最(zui)重要過(guo)(guo)程是由各種鎂(mei)質原料，通過(guo)(guo)各種形式的(de)(de)(de)加熱(re)(re)方法(fa)產生高溫使鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)體。要使氧化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)融，必須消耗大量的(de)(de)(de)熱(re)(re)能(neng)，以克服離(li)子(zi)間的(de)(de)(de)引(yin)力(li)。通過(guo)(guo)強大電弧產生高溫而熔(rong)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)方法(fa)叫做電弧熔(rong)融法(fa)。這個融化(hua)(hua)過(guo)(guo)程一般包括熱(re)(re)的(de)(de)(de)傳導、脫(tuo)水(shui)、脫(tuo)碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體長大等一系列物(wu)理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)(de)(de)過(guo)(guo)程。

①脫水(shui)(shui)過(guo)程(cheng)(cheng)。用(yong)水(shui)(shui)鎂(mei)石作原料有一脫水(shui)(shui)過(guo)程(cheng)(cheng)。水(shui)(shui)鎂(mei)石的主要成分(fen)是氫氧(yang)化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)(shui)過(guo)程(cheng)(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)(tan)過(guo)程。用菱鎂礦作為原料時(shi)有一個脫碳(tan)(tan)(tan)過(guo)程，脫碳(tan)(tan)(tan)過(guo)程包括兩個方面。一方面是菱鎂礦石的(de)(de)熱(re)分(fen)解，菱鎂礦石的(de)(de)主要成分(fen)是碳(tan)(tan)(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于(yu)在(zai)(zai)電熔過(guo)程中往(wang)往(wang)在(zai)(zai)原料氧(yang)化鎂中加入石(shi)墨(mo)粉末添(tian)加物(wu)(助劑)，在(zai)(zai)電熔爐起(qi)動過(guo)程中需(xu)在(zai)(zai)三電極(石(shi)墨(mo)電極)的下端用石(shi)墨(mo)粉末鋪成三角形或星形導線路，在(zai)(zai)通電過(guo)程中受熱燒(shao)損或完全燃(ran)燒(shao)除(chu)去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離子(zi)和氧(yang)(yang)離子(zi)在(zai)強電(dian)弧(hu)產生的(de)(de)(de)熱(re)能作用下，克服單(dan)晶體中(zhong)的(de)(de)(de)晶格能的(de)(de)(de)束縛，變(bian)成(cheng)能自由運動(dong)的(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)。也(ye)就(jiu)是說(shuo)，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)到一定(ding)溫度(熔(rong)點)就(jiu)會由固體變(bian)成(cheng)液體，叫(jiao)熔(rong)化(hua)(hua)。在(zai)這一過(guo)程(cheng)中(zhong)需(xu)消耗(hao)(hao)大量的(de)(de)(de)電(dian)能。據電(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生產者(zhe)對(dui)用水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)作原料生產電(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)熱(re)平(ping)衡的(de)(de)(de)衡算，熱(re)消耗(hao)(hao)的(de)(de)(de)比例如下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶體生成(cheng)熱(re)消耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂生成(cheng)熱(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼的(de)(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶(dai)走(zou)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這些統計數(shu)據可(ke)以看出(chu)，在(zai)電(dian)熔(rong)