電弧熔(rong)爐生產電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)的工藝流程主要包(bao)括(kuo)：原料配料、電弧熔(rong)融、破(po)碎(sui)、選別、粉碎(sui)、篩別、磁(ci)選、分類包(bao)裝等(deng)。

(1)原料

我國有豐富的優質菱鎂礦(kuang)石，氧化鎂含量高，又易于開采(cai)，因(yin)此，被廣泛用(yong)作電熔氧化鎂的原料。采(cai)用(yong)菱鎂石作原料，碳(tan)酸鎂分解(jie)產生CO2氣體，由(you)于有大量氣體從爐內(nei)排(pai)出影(ying)響著電熔過程的進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂的(de)結晶帶的(de)形成均有(you)不利(li)影響，由(you)于大量塵料(liao)(liao)飛損，使(shi)物料(liao)(liao)損耗和(he)能量消耗增高，也(ye)惡化(hua)了車間生產環境。但由(you)于優質(zhi)菱鎂礦石(shi)容易(yi)獲得，價(jia)格很低廉(lian)，所以(yi)，仍是我國電(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂用(yong)得最多(duo)最廣泛(fan)的(de)原(yuan)料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂礦(kuang)。菱(ling)鎂礦(kuang)石(shi)中氧(yang)化鎂的含量(liang)高(gao)低和化學成分直(zhi)接影響到(dao)(dao)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂的質(zhi)量(liang)，同(tong)時在電(dian)熔(rong)過程中也直(zhi)接影響到(dao)(dao)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂得(de)到(dao)(dao)的品級比例，因此，為了(le)保(bao)證電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂的質(zhi)量(liang)和品級比例，必須(xu)對各種礦(kuang)石(shi)進行適(shi)當(dang)的配(pei)比后進行熔(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)石。我(wo)國(guo)的遼(liao)寧(ning)省(sheng)水鎂(mei)(mei)石的礦源非常豐富，水鎂(mei)(mei)石中氧(yang)化鎂(mei)(mei)含量(liang)高于菱鎂(mei)(mei)礦石。它也是一(yi)種制造(zao)電熔凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的原料，部分地區水鎂(mei)(mei)石的化學成(cheng)分見(jian)表2。

表2水鎂(mei)石的化學成分/%

③輕(qing)燒氧化(hua)鎂(mei)。以輕(qing)燒氧化(hua)鎂(mei)作(zuo)為電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)原(yuan)料，可(ke)以使(shi)生產環境(jing)得到改善，可(ke)以降低運輸費(fei)用。由于電熔(rong)時(shi)排(pai)出氣體(ti)少，成分也較均(jun)勻，對提高電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)質量有利。

我國有一些電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)以輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)制成(cheng)球料(liao)入爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)。輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)含(han)量(liang)達到98%，以此料(liao)能(neng)生(sheng)產(chan)出白色(se)大(da)結晶電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。但由于成(cheng)球費用(yong)高，影響(xiang)生(sheng)產(chan)成(cheng)本。目前，有的(de)廠家采用(yong)反射爐(lu)輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，以一定的(de)粒度加入熔(rong)(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)質(zhi)量(liang)比(bi)用(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石好，成(cheng)本又比(bi)用(yong)球料(liao)作原(yuan)料(liao)時便宜，因而得到了一定的(de)推廣。

④燒結(jie)鎂(mei)砂。為(wei)(wei)了某些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)特殊要求，有時必(bi)須(xu)在(zai)電(dian)熔(rong)過程中采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)燒結(jie)鎂(mei)砂作為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原料(liao)，如采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)海水(shui)鎂(mei)砂作為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原料(liao)，一般首先(xian)利(li)用(yong)(yong)(yong)(yong)處理海水(shui)和(he)(he)石(shi)灰(hui)乳(ru)作用(yong)(yong)(yong)(yong)生產氫氧(yang)化鎂(mei)，將氫氧(yang)化鎂(mei)煅燒成(cheng)輕燒氧(yang)化鎂(mei)。用(yong)(yong)(yong)(yong)其(qi)(qi)他方法(fa)也(ye)可以制得輕燒氧(yang)化鎂(mei)(詳見(jian)工(gong)業氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)制取方法(fa))，采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)輕燒氧(yang)化鎂(mei)作為(wei)(wei)原料(liao)生產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和(he)(he)拉特爾(Ruttere)等研究認(ren)為(wei)(wei)，極(ji)少(shao)量(liang)(liang)的(de)(de)雜質氣體(ti)(相)也(ye)屬于晶(jing)體(ti)的(de)(de)雜質，可明顯影響晶(jing)粒(li)的(de)(de)長(chang)大。因為(wei)(wei)雜質相的(de)(de)作用(yong)(yong)(yong)(yong)在(zai)于增加晶(jing)界(jie)(jie)(jie)運動所(suo)需的(de)(de)能量(liang)(liang)。當晶(jing)界(jie)(jie)(jie)與第(di)(di)二(er)相相遇時，晶(jing)體(ti)能量(liang)(liang)降低，其(qi)(qi)降低量(liang)(liang)與第(di)(di)二(er)相橫截面積成(cheng)正比，所(suo)以必(bi)須(xu)提高晶(jing)界(jie)(jie)(jie)能，晶(jing)界(jie)(jie)(jie)才能離開第(di)(di)二(er)相繼續運動。并且當晶(jing)界(jie)(jie)(jie)與第(di)(di)二(er)相相遇時，與第(di)(di)二(er)相橫截面積相等的(de)(de)晶(jing)界(jie)(jie)(jie)必(bi)須(xu)變形，第(di)(di)二(er)相數量(liang)(liang)愈(yu)多(duo)，晶(jing)粒(li)長(chang)大的(de)(de)極(ji)限尺寸愈(yu)小。

另一方面為了降(jiang)低電熔凝氧化(hua)鎂的顯(xian)(xian)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)，采用燒結鎂砂電熔有(you)其顯(xian)(xian)著優點。

⑤電熔氧化鎂單(dan)晶的化學原料(liao)質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原子(zi)和分子(zi)的(de)(de)(de)量子(zi)力學本性(xing)如離(li)(li)子(zi)半(ban)徑的(de)(de)(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)電(dian)位數值(zhi)，離(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)外層結(jie)構(gou)(gou)等(deng)相關聯。而氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)(de)離(li)(li)子(zi)尺寸、質量和電(dian)荷、陽(yang)離(li)(li)子(zi)和陰離(li)(li)子(zi)之(zhi)間的(de)(de)(de)結(jie)合特性(xing)和強度(du)、離(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)極(ji)化(hua)作(zuo)用、結(jie)晶構(gou)(gou)造等(deng)決定它是一高熔(rong)點化(hua)合物。

氧化鎂的熔點和結(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)構類型NaCl;配(pei)位數(shu)6;有效配(pei)位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)(de)(de)最重要過程(cheng)(cheng)是由各種(zhong)鎂(mei)質原料，通過各種(zhong)形式的(de)(de)(de)(de)加熱方法產(chan)(chan)生高溫(wen)使(shi)(shi)鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)，變(bian)成氧化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體(ti)。要使(shi)(shi)氧化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融，必(bi)須(xu)消耗(hao)大(da)(da)量的(de)(de)(de)(de)熱能，以克服(fu)離子間的(de)(de)(de)(de)引(yin)力(li)。通過強大(da)(da)電(dian)弧(hu)產(chan)(chan)生高溫(wen)而(er)熔(rong)(rong)化(hua)氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)方法叫做電(dian)弧(hu)熔(rong)(rong)融法。這個融化(hua)過程(cheng)(cheng)一般包括熱的(de)(de)(de)(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳(tan)、熔(rong)(rong)化(hua)、析晶、晶體(ti)長大(da)(da)等(deng)一系列物(wu)理(li)化(hua)學變(bian)化(hua)的(de)(de)(de)(de)過程(cheng)(cheng)。

①脫水過(guo)程(cheng)(cheng)。用水鎂(mei)石作原料有一(yi)脫水過(guo)程(cheng)(cheng)。水鎂(mei)石的主要成(cheng)分是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水過(guo)程(cheng)(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過(guo)程(cheng)。用菱鎂礦作為原(yuan)料(liao)時(shi)有一(yi)個脫(tuo)碳過(guo)程(cheng)，脫(tuo)碳過(guo)程(cheng)包(bao)括兩個方(fang)面。一(yi)方(fang)面是(shi)(shi)菱鎂礦石(shi)的(de)熱分解，菱鎂礦石(shi)的(de)主要成分是(shi)(shi)碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由于(yu)在電(dian)(dian)熔過程(cheng)中(zhong)往往在原料氧(yang)化鎂中(zhong)加(jia)入石(shi)墨(mo)粉末添加(jia)物(助劑)，在電(dian)(dian)熔爐(lu)起(qi)動(dong)過程(cheng)中(zhong)需在三電(dian)(dian)極(ji)(石(shi)墨(mo)電(dian)(dian)極(ji))的下(xia)端用(yong)石(shi)墨(mo)粉末鋪成三角形(xing)(xing)或(huo)星形(xing)(xing)導線路，在通電(dian)(dian)過程(cheng)中(zhong)受(shou)熱(re)燒損或(huo)完全(quan)燃燒除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程即(ji)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離(li)子和氧(yang)離(li)子在強電(dian)(dian)(dian)弧產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)能(neng)作用下，克服(fu)單晶(jing)體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)晶(jing)格能(neng)的(de)(de)(de)束縛，變成能(neng)自由運(yun)動(dong)的(de)(de)(de)過(guo)程。也就是說，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)到一(yi)(yi)定(ding)溫度(熔(rong)(rong)點)就會(hui)由固體(ti)變成液體(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)。在這一(yi)(yi)過(guo)程中(zhong)需消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)大量的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)能(neng)。據電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)者(zhe)對用水(shui)鎂(mei)(mei)石作原料(liao)生(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)平衡的(de)(de)(de)衡算，熱(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)比例如下：氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)體(ti)生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶走(zou)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)(dian)能(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些(xie)統計數(shu)據可以看出，在電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)