電(dian)弧熔(rong)爐生產電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)的(de)工(gong)藝流程主要包括：原(yuan)料配料、電(dian)弧熔(rong)融、破碎、選(xuan)別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁(ci)選(xuan)、分類包裝等(deng)。

(1)原料

我(wo)國有豐富的(de)優質菱鎂礦(kuang)石，氧(yang)化(hua)(hua)鎂含量(liang)高，又(you)易于開采，因此，被廣泛用作電熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)原料。采用菱鎂石作原料，碳酸鎂分解產生CO2氣體，由于有大量(liang)氣體從爐內排出影響著電熔過(guo)程(cheng)的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化鎂的(de)結晶(jing)帶的(de)形成均(jun)有不利(li)影響，由(you)于大量塵料(liao)(liao)飛損(sun)，使物料(liao)(liao)損(sun)耗和能(neng)量消耗增高(gao)，也(ye)惡化了車間生(sheng)產環境(jing)。但由(you)于優質菱鎂礦石容易獲得，價格很低(di)廉，所以(yi)，仍是(shi)我(wo)國電熔(rong)氧化鎂用(yong)得最多最廣泛的(de)原料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)中氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)含量高(gao)低和(he)化學成分(fen)直(zhi)接影響到(dao)電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質量，同時(shi)在電熔(rong)(rong)(rong)過(guo)程中也直(zhi)接影響到(dao)電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)得到(dao)的(de)品級(ji)比例，因此，為了(le)保證電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質量和(he)品級(ji)比例，必須對各種礦石(shi)進(jin)行適當的(de)配比后(hou)進(jin)行熔(rong)(rong)(rong)煉(lian)。

②水鎂(mei)石。我(wo)國的(de)遼寧省水鎂(mei)石的(de)礦(kuang)源非常(chang)豐富，水鎂(mei)石中(zhong)氧(yang)化鎂(mei)含量高于(yu)菱鎂(mei)礦(kuang)石。它也(ye)是一種(zhong)制造電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)原(yuan)料，部(bu)分(fen)地(di)區水鎂(mei)石的(de)化學成分(fen)見(jian)表2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕燒氧化(hua)鎂。以(yi)輕燒氧化(hua)鎂作(zuo)為電熔氧化(hua)鎂原料(liao)，可以(yi)使(shi)生(sheng)產環(huan)境得到改善，可以(yi)降低運輸費用。由于(yu)電熔時排出氣體少，成分也較均勻，對提高(gao)電熔氧化(hua)鎂質量(liang)有利。

我國(guo)有一些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制成(cheng)球料(liao)入(ru)(ru)爐(lu)電(dian)熔(rong)。輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量達到98%，以此料(liao)能生產出白色大結晶電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但由于成(cheng)球費用高，影響生產成(cheng)本。目(mu)前，有的廠家(jia)采用反射(she)爐(lu)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以一定的粒度(du)加入(ru)(ru)熔(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的質量比(bi)用菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石好(hao)，成(cheng)本又比(bi)用球料(liao)作原料(liao)時便(bian)宜，因而得到了一定的推廣。

④燒結鎂(mei)砂。為(wei)了某些電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)特殊要求(qiu)，有時必須(xu)在電熔過程中采用(yong)燒結鎂(mei)砂作為(wei)電熔原料，如采用(yong)海(hai)水鎂(mei)砂作為(wei)電熔原料，一(yi)般首(shou)先利用(yong)處(chu)理海(hai)水和石灰乳作用(yong)生產氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)，將氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)煅燒成(cheng)輕(qing)(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)。用(yong)其他方法(fa)也(ye)可(ke)以制得(de)輕(qing)(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(詳見工(gong)業(ye)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)制取方法(fa))，采用(yong)輕(qing)(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)作為(wei)原料生產電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研(yan)究認為(wei)，極少量(liang)(liang)的(de)雜質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)體的(de)雜質(zhi)，可(ke)明顯影響(xiang)晶(jing)(jing)粒(li)的(de)長大(da)。因為(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)作用(yong)在于增加晶(jing)(jing)界運(yun)動所(suo)需的(de)能(neng)(neng)量(liang)(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)界與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)(jing)體能(neng)(neng)量(liang)(liang)降(jiang)低，其降(jiang)低量(liang)(liang)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積(ji)成(cheng)正比，所(suo)以必須(xu)提高晶(jing)(jing)界能(neng)(neng)，晶(jing)(jing)界才能(neng)(neng)離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并且當(dang)晶(jing)(jing)界與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積(ji)相(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)界必須(xu)變形(xing)，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒(li)長大(da)的(de)極限尺寸愈小。

另一方(fang)面為了降低(di)電熔凝氧化(hua)鎂的顯氣孔率，也應盡量減少原料氧化(hua)鎂的氣體(ti)排出，因(yin)此，采用燒結鎂砂電熔有其顯著優點。

⑤電熔(rong)氧化(hua)鎂單晶的化(hua)學原料質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特性是(shi)同原子(zi)和(he)分子(zi)的(de)量子(zi)力學本性如離子(zi)半徑的(de)尺寸，離子(zi)的(de)電(dian)位數值，離子(zi)的(de)電(dian)子(zi)外層(ceng)結構等相關(guan)聯。而氧化鎂(mei)的(de)離子(zi)尺寸、質量和(he)電(dian)荷、陽(yang)離子(zi)和(he)陰離子(zi)之間(jian)的(de)結合(he)特性和(he)強(qiang)度、離子(zi)的(de)極化作用、結晶構造(zao)等決(jue)定它是(shi)一高(gao)熔點化合(he)物。

氧化鎂的熔(rong)點(dian)和結(jie)構(gou)參數(shu)(shu)(shu)：陽(yang)離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結(jie)構(gou)類(lei)型NaCl;配位(wei)數(shu)(shu)(shu)6;有(you)效(xiao)配位(wei)數(shu)(shu)(shu)8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)2800℃。

電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制造(zao)的(de)最重要(yao)(yao)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)是由各種(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)質原料(liao)(liao)，通(tong)過(guo)(guo)各種(zhong)形式的(de)加(jia)熱(re)(re)方法(fa)產(chan)生(sheng)高溫使鎂(mei)(mei)(mei)質材料(liao)(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變成(cheng)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)體。要(yao)(yao)使氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)融，必(bi)須消耗(hao)大(da)(da)量的(de)熱(re)(re)能，以克服離子間的(de)引力。通(tong)過(guo)(guo)強大(da)(da)電弧(hu)產(chan)生(sheng)高溫而(er)熔(rong)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)方法(fa)叫做電弧(hu)熔(rong)融法(fa)。這個融化(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)一般包括熱(re)(re)的(de)傳導、脫(tuo)水(shui)、脫(tuo)碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體長(chang)大(da)(da)等一系列物理(li)化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)(shui)過程(cheng)。用水(shui)(shui)鎂石作原料有一脫(tuo)水(shui)(shui)過程(cheng)。水(shui)(shui)鎂石的主要成分是(shi)氫(qing)氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)(shui)過程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過(guo)程。用菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)作為(wei)原料時有一個脫碳(tan)過(guo)程，脫碳(tan)過(guo)程包括兩個方面。一方面是(shi)菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石的(de)(de)熱(re)分(fen)解，菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石的(de)(de)主要成分(fen)是(shi)碳(tan)酸(suan)鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電熔過(guo)程中(zhong)(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)原料氧化(hua)鎂中(zhong)(zhong)加入石墨(mo)(mo)粉末(mo)(mo)添加物(助劑)，在(zai)電熔爐起動過(guo)程中(zhong)(zhong)需(xu)在(zai)三電極(石墨(mo)(mo)電極)的(de)下端用石墨(mo)(mo)粉末(mo)(mo)鋪成三角(jiao)形或星形導線路，在(zai)通電過(guo)程中(zhong)(zhong)受(shou)熱燒(shao)(shao)損或完全燃(ran)燒(shao)(shao)除去石墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化過(guo)(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化過(guo)(guo)程(cheng)即(ji)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)中鎂(mei)離子和氧(yang)(yang)(yang)離子在(zai)強電(dian)弧產(chan)生的(de)(de)(de)熱(re)能(neng)(neng)(neng)作用下(xia)，克服單(dan)晶(jing)體(ti)(ti)中的(de)(de)(de)晶(jing)格能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)束縛，變成能(neng)(neng)(neng)自由運動的(de)(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)。也就(jiu)是說(shuo)，氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)加(jia)熱(re)到一定(ding)溫度(熔(rong)(rong)點)就(jiu)會由固體(ti)(ti)變成液體(ti)(ti)，叫(jiao)熔(rong)(rong)化。在(zai)這(zhe)一過(guo)(guo)程(cheng)中需(xu)消耗大量(liang)的(de)(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)(neng)。據電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)生產(chan)者(zhe)對用水(shui)鎂(mei)石作原料(liao)生產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)(de)(de)熱(re)平衡的(de)(de)(de)衡算，熱(re)消耗的(de)(de)(de)比(bi)例如(ru)下(xia)：氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)晶(jing)體(ti)(ti)生成熱(re)消耗值(zhi)34.9%，渣皮消耗熱(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂生成熱(re)耗值(zhi)3.0%，冷卻(que)水(shui)耗熱(re)值(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)(de)(de)水(shui)耗熱(re)值(zhi)7.9%，爐子表(biao)面散(san)熱(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)(neng)損失值(zhi)3.2%，從(cong)這(zhe)些統(tong)計數(shu)據可以看(kan)出(chu)，在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)