電(dian)弧(hu)熔爐生產電(dian)熔氧化(hua)鎂的工藝流(liu)程主要包(bao)括：原料(liao)配料(liao)、電(dian)弧(hu)熔融、破碎、選別、粉碎、篩(shai)別、磁選、分類包(bao)裝等(deng)。

(1)原料

我國有(you)豐富的優(you)質菱鎂(mei)礦石(shi)，氧化鎂(mei)含量高，又易于開采，因此(ci)，被廣泛用(yong)作電(dian)熔氧化鎂(mei)的原料(liao)。采用(yong)菱鎂(mei)石(shi)作原料(liao)，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣體，由于有(you)大量氣體從爐內(nei)排(pai)出影響著電(dian)熔過程(cheng)的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔氧化鎂的(de)(de)結晶(jing)帶的(de)(de)形成均有(you)不利影響，由(you)于大量塵料飛損(sun)，使物料損(sun)耗和(he)能量消耗增高，也(ye)惡化了車間生產環境。但由(you)于優質菱鎂礦石(shi)容易獲得(de)，價格很低廉，所以(yi)，仍(reng)是我國(guo)電熔氧化鎂用得(de)最(zui)多最(zui)廣泛的(de)(de)原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)含量(liang)(liang)高低(di)和化(hua)學成分直(zhi)接影(ying)響(xiang)(xiang)到(dao)電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)(liang)，同時在(zai)電熔(rong)過(guo)程中(zhong)也直(zhi)接影(ying)響(xiang)(xiang)到(dao)電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)得到(dao)的(de)品級(ji)比例，因此，為了保證電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)(liang)和品級(ji)比例，必(bi)須對各種(zhong)礦石進行適當的(de)配(pei)比后進行熔(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)。我國的(de)遼寧(ning)省水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)的(de)礦(kuang)源非常(chang)豐富，水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)中氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)含量(liang)高于菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)。它也是一種制(zhi)造電熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)原料，部分地區水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)的(de)化學成分見表(biao)2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕燒氧化鎂(mei)(mei)。以輕燒氧化鎂(mei)(mei)作為電熔氧化鎂(mei)(mei)原料，可以使生產環境得到改善，可以降低運輸費用。由于電熔時排出氣(qi)體少，成分也較(jiao)均勻，對(dui)提高電熔氧化鎂(mei)(mei)質量有利。

我國有一(yi)些電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制(zhi)成球料(liao)入爐(lu)電熔(rong)。輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量達(da)到(dao)98%，以此料(liao)能生(sheng)產(chan)出白色大結晶(jing)電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由于(yu)成球費用高(gao)，影(ying)響生(sheng)產(chan)成本。目前，有的廠家采用反射爐(lu)輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以一(yi)定(ding)的粒度(du)加(jia)入熔(rong)爐(lu)電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的質量比用菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)好(hao)，成本又比用球料(liao)作原(yuan)料(liao)時便宜，因而(er)得(de)到(dao)了一(yi)定(ding)的推廣。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂。為了某些電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)特殊要求，有時必(bi)(bi)須(xu)(xu)(xu)在電(dian)熔(rong)過(guo)程中(zhong)采(cai)用(yong)(yong)燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為電(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，如采(cai)用(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為電(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，一般(ban)首先利用(yong)(yong)處理(li)海水和石灰乳(ru)作(zuo)用(yong)(yong)生產氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)成輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方法(fa)也可以(yi)制得(de)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳(xiang)見工業氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)制取方法(fa))，采(cai)用(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為原(yuan)料(liao)生產電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研(yan)究認為，極(ji)少量(liang)(liang)的(de)雜(za)質氣體(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)體的(de)雜(za)質，可明(ming)顯影響晶(jing)粒(li)的(de)長(chang)大。因為雜(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)用(yong)(yong)在于(yu)增加晶(jing)界(jie)運(yun)動所需的(de)能(neng)(neng)量(liang)(liang)。當晶(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)體能(neng)(neng)量(liang)(liang)降低(di)，其降低(di)量(liang)(liang)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積(ji)成正比(bi)，所以(yi)必(bi)(bi)須(xu)(xu)(xu)提高(gao)晶(jing)界(jie)能(neng)(neng)，晶(jing)界(jie)才能(neng)(neng)離開(kai)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼(ji)續運(yun)動。并且當晶(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)界(jie)必(bi)(bi)須(xu)(xu)(xu)變形，第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈(yu)多，晶(jing)粒(li)長(chang)大的(de)極(ji)限尺寸(cun)愈(yu)小。

另一方面(mian)為了降(jiang)低電熔凝氧化(hua)鎂的顯氣(qi)孔(kong)率，也應盡量減少原(yuan)料氧化(hua)鎂的氣(qi)體排出，因此(ci)，采(cai)用燒結鎂砂電熔有其(qi)顯著優點。

⑤電熔氧化鎂單(dan)晶的化學原料質量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是(shi)(shi)同原(yuan)子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)力學本(ben)性(xing)如(ru)離(li)子(zi)(zi)半徑(jing)的(de)尺寸，離(li)子(zi)(zi)的(de)電(dian)位數值，離(li)子(zi)(zi)的(de)電(dian)子(zi)(zi)外層結(jie)構等相關聯(lian)。而氧化(hua)鎂的(de)離(li)子(zi)(zi)尺寸、質量和電(dian)荷、陽離(li)子(zi)(zi)和陰離(li)子(zi)(zi)之(zhi)間的(de)結(jie)合特(te)性(xing)和強度、離(li)子(zi)(zi)的(de)極化(hua)作用、結(jie)晶構造等決定它(ta)是(shi)(shi)一高熔點化(hua)合物(wu)。

氧化鎂的熔點(dian)和結構參數：陽(yang)離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)位數6;有效(xiao)配(pei)位數8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)鎂制造的最重(zhong)要過程是由各(ge)種鎂質原料，通過各(ge)種形式的加熱方法產(chan)生高溫(wen)使鎂質材(cai)料(MgO)熔化(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)鎂熔體。要使氧化(hua)(hua)鎂熔融(rong)，必須消耗大量的熱能，以克(ke)服(fu)離子(zi)間的引(yin)力。通過強大電(dian)弧(hu)產(chan)生高溫(wen)而(er)熔化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂的方法叫做電(dian)弧(hu)熔融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)過程一(yi)般包(bao)括(kuo)熱的傳導、脫水(shui)、脫碳(tan)、熔化(hua)(hua)、析晶、晶體長大等一(yi)系列(lie)物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的過程。

①脫水(shui)過(guo)程(cheng)。用水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)作原料有(you)一脫水(shui)過(guo)程(cheng)。水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的主要(yao)成分是氫氧(yang)化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫水(shui)過(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)(tan)過程。用菱(ling)鎂礦(kuang)作為(wei)原(yuan)料時有一(yi)(yi)個脫(tuo)碳(tan)(tan)過程，脫(tuo)碳(tan)(tan)過程包括兩個方(fang)面(mian)。一(yi)(yi)方(fang)面(mian)是菱(ling)鎂礦(kuang)石(shi)的熱(re)分解，菱(ling)鎂礦(kuang)石(shi)的主(zhu)要(yao)成分是碳(tan)(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電熔(rong)過(guo)程中(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)原(yuan)料氧(yang)化鎂中(zhong)加(jia)入石(shi)(shi)墨粉末(mo)添加(jia)物(助劑)，在(zai)電熔(rong)爐(lu)起動過(guo)程中(zhong)需在(zai)三電極(石(shi)(shi)墨電極)的下(xia)端用石(shi)(shi)墨粉末(mo)鋪成三角形(xing)或(huo)星形(xing)導線路，在(zai)通電過(guo)程中(zhong)受熱燒損(sun)或(huo)完全(quan)燃燒除(chu)去石(shi)(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔化過(guo)(guo)程。熔化過(guo)(guo)程即氧(yang)(yang)(yang)化鎂中(zhong)鎂離子和(he)氧(yang)(yang)(yang)離子在強電(dian)(dian)(dian)弧產(chan)生的(de)熱(re)(re)(re)能(neng)(neng)作用下，克服(fu)單晶(jing)(jing)體中(zhong)的(de)晶(jing)(jing)格能(neng)(neng)的(de)束縛，變(bian)成能(neng)(neng)自由運動的(de)過(guo)(guo)程。也就(jiu)是說，氧(yang)(yang)(yang)化鎂加(jia)熱(re)(re)(re)到一定(ding)溫(wen)度(熔點(dian))就(jiu)會由固體變(bian)成液體，叫熔化。在這(zhe)一過(guo)(guo)程中(zhong)需消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)大量(liang)的(de)電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化鎂生產(chan)者對用水鎂石作原料生產(chan)電(dian)(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化鎂的(de)熱(re)(re)(re)平(ping)衡(heng)的(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)的(de)比例如(ru)下：氧(yang)(yang)(yang)化鎂晶(jing)(jing)體生成熱(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生成熱(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐(lu)(lu)殼的(de)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)(lu)子表面散熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶(dai)走熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數據可以(yi)看出，在電(dian)(dian)(dian)熔