電弧熔(rong)(rong)爐(lu)生產(chan)電熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂(mei)的(de)工藝流程主要包括：原(yuan)料(liao)配料(liao)、電弧熔(rong)(rong)融、破碎、選別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選、分(fen)類包裝(zhuang)等。

(1)原料

我國(guo)有豐富的(de)(de)優(you)質(zhi)菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)，氧化(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量高(gao)，又易于(yu)開采，因此，被廣泛用(yong)作電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)原料。采用(yong)菱鎂(mei)(mei)石(shi)作原料，碳(tan)酸(suan)鎂(mei)(mei)分(fen)解產生CO2氣(qi)體，由于(yu)有大(da)量氣(qi)體從(cong)爐(lu)內排出影響(xiang)著電(dian)熔(rong)過程的(de)(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化鎂的(de)結(jie)晶(jing)帶的(de)形成均(jun)有(you)不利(li)影響，由(you)于大量塵料飛損(sun)，使物(wu)料損(sun)耗和(he)能量消耗增高(gao)，也(ye)惡(e)化了車間生產環境。但由(you)于優質菱鎂礦石容易(yi)獲(huo)得，價(jia)格很低廉，所(suo)以(yi)，仍(reng)是我國(guo)電熔氧(yang)化鎂用得最多最廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石中氧化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)含(han)量高低和化學成分直接影響(xiang)到電熔凝(ning)氧化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量，同(tong)時在電熔過程(cheng)中也直接影響(xiang)到電熔凝(ning)氧化鎂(mei)(mei)(mei)得(de)到的(de)品級比例，因此(ci)，為了保證(zheng)電熔凝(ning)氧化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量和品級比例，必須(xu)對各(ge)種礦(kuang)石進(jin)行適當(dang)的(de)配比后進(jin)行熔煉。

②水鎂石(shi)。我(wo)國的遼寧省水鎂石(shi)的礦(kuang)源非常豐富(fu)，水鎂石(shi)中氧(yang)化鎂含量高于菱(ling)鎂礦(kuang)石(shi)。它也(ye)是一(yi)種制造電熔凝氧(yang)化鎂的原料，部分(fen)地(di)區水鎂石(shi)的化學(xue)成分(fen)見(jian)表2。

表2水鎂石的(de)化學(xue)成分/%

③輕燒氧(yang)化(hua)鎂。以(yi)輕燒氧(yang)化(hua)鎂作為電熔氧(yang)化(hua)鎂原料，可以(yi)使生產環境得到改善，可以(yi)降低運輸費用。由于電熔時排出氣體少，成分也(ye)較均勻，對提高電熔氧(yang)化(hua)鎂質量有(you)利。

我(wo)國(guo)有一(yi)些(xie)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)球(qiu)料(liao)(liao)(liao)入(ru)爐電(dian)熔(rong)。輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量達(da)到(dao)98%，以(yi)此料(liao)(liao)(liao)能生產出(chu)白色大結(jie)晶電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)。但由(you)于成(cheng)球(qiu)費用高，影響生產成(cheng)本。目前，有的(de)(de)廠家采用反(fan)射爐輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)一(yi)定(ding)的(de)(de)粒度(du)加(jia)入(ru)熔(rong)爐電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量比用菱鎂(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本又比用球(qiu)料(liao)(liao)(liao)作原料(liao)(liao)(liao)時(shi)便宜，因(yin)而得到(dao)了一(yi)定(ding)的(de)(de)推廣(guang)。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了某些(xie)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特(te)(te)殊要求，有時(shi)必(bi)(bi)須(xu)(xu)在電(dian)熔(rong)過程中采(cai)用(yong)燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原料，如采(cai)用(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原料，一般首先(xian)利用(yong)處理海水(shui)和石灰(hui)乳作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)生產氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)其他方法(fa)也(ye)可以制得輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見(jian)工(gong)業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制取方法(fa))，采(cai)用(yong)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)(wei)原料生產電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)(te)爾(Ruttere)等(deng)研(yan)究認為(wei)(wei)，極(ji)少量的(de)(de)雜質氣體(ti)(ti)(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)的(de)(de)雜質，可明顯影(ying)響晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)長大(da)。因為(wei)(wei)雜質相(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)在于增加晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界運(yun)動所(suo)(suo)需的(de)(de)能量。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)能量降低(di)，其降低(di)量與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積成正比，所(suo)(suo)以必(bi)(bi)須(xu)(xu)提高(gao)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界能，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界才能離開第二(er)(er)相(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并且當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積相(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界必(bi)(bi)須(xu)(xu)變形，第二(er)(er)相(xiang)(xiang)數量愈多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒長大(da)的(de)(de)極(ji)限尺寸愈小(xiao)。

另一方面為(wei)了降(jiang)低電熔(rong)凝氧化(hua)鎂的顯氣(qi)孔率，也應(ying)盡(jin)量減少(shao)原(yuan)料氧化(hua)鎂的氣(qi)體排出，因此，采(cai)用燒結鎂砂(sha)電熔(rong)有其顯著(zhu)優點。

⑤電熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)單晶的化(hua)(hua)學原料質(zhi)量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是(shi)同原子(zi)(zi)和(he)(he)分(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)力學本性如離(li)子(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺寸，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)(dian)位(wei)數值，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)外層結(jie)構等(deng)(deng)相(xiang)關聯。而氧化(hua)鎂的(de)(de)離(li)子(zi)(zi)尺寸、質量和(he)(he)電(dian)(dian)荷、陽(yang)離(li)子(zi)(zi)和(he)(he)陰離(li)子(zi)(zi)之間的(de)(de)結(jie)合(he)特性和(he)(he)強度、離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)極化(hua)作用(yong)、結(jie)晶構造等(deng)(deng)決定(ding)它是(shi)一高熔點(dian)化(hua)合(he)物(wu)。

氧化鎂的熔(rong)點(dian)和結(jie)構參數：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結(jie)構類型(xing)NaCl;配(pei)位數6;有(you)效(xiao)配(pei)位數8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)2800℃。

電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)最(zui)重要(yao)過程(cheng)是由各種鎂(mei)質(zhi)原料，通過各種形式的(de)加熱方(fang)(fang)法產生高溫(wen)使鎂(mei)質(zhi)材料(MgO)熔化(hua)(hua)，變成(cheng)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔體。要(yao)使氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔融(rong)(rong)，必須消耗大量的(de)熱能，以(yi)克服(fu)離子(zi)間的(de)引力。通過強大電(dian)弧產生高溫(wen)而熔化(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)方(fang)(fang)法叫做電(dian)弧熔融(rong)(rong)法。這個融(rong)(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)一(yi)般包括(kuo)熱的(de)傳導、脫水、脫碳、熔化(hua)(hua)、析(xi)晶、晶體長大等(deng)一(yi)系列物(wu)理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)過程(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)(shui)過程。用(yong)水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)作原料有一脫(tuo)水(shui)(shui)過程。水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)的(de)主要成(cheng)分(fen)是(shi)氫(qing)氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)(shui)過程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)過程(cheng)(cheng)(cheng)。用菱(ling)鎂礦作(zuo)為原料時有一(yi)個脫碳(tan)(tan)過程(cheng)(cheng)(cheng)，脫碳(tan)(tan)過程(cheng)(cheng)(cheng)包括兩個方面(mian)。一(yi)方面(mian)是菱(ling)鎂礦石的熱分解，菱(ling)鎂礦石的主要成分是碳(tan)(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在電(dian)(dian)熔過程中(zhong)往往在原(yuan)料氧化鎂中(zhong)加(jia)入石(shi)墨(mo)(mo)粉末添加(jia)物(助(zhu)劑)，在電(dian)(dian)熔爐(lu)起(qi)動過程中(zhong)需在三(san)電(dian)(dian)極(石(shi)墨(mo)(mo)電(dian)(dian)極)的下端用石(shi)墨(mo)(mo)粉末鋪成三(san)角形或(huo)星形導線路，在通(tong)電(dian)(dian)過程中(zhong)受熱燒損或(huo)完(wan)全燃(ran)燒除(chu)去石(shi)墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過(guo)(guo)程。熔(rong)化(hua)過(guo)(guo)程即氧(yang)化(hua)鎂中鎂離(li)子(zi)和氧(yang)離(li)子(zi)在強電(dian)弧產生(sheng)的(de)熱(re)(re)(re)能(neng)(neng)作用(yong)下，克服單晶(jing)體中的(de)晶(jing)格能(neng)(neng)的(de)束縛，變(bian)成(cheng)(cheng)能(neng)(neng)自由運動的(de)過(guo)(guo)程。也就是說，氧(yang)化(hua)鎂加熱(re)(re)(re)到一定溫度(熔(rong)點(dian))就會(hui)由固(gu)體變(bian)成(cheng)(cheng)液體，叫熔(rong)化(hua)。在這(zhe)一過(guo)(guo)程中需消(xiao)耗(hao)(hao)大量(liang)的(de)電(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂生(sheng)產者對(dui)用(yong)水鎂石(shi)作原料生(sheng)產電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂的(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)衡算(suan)，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)比例如下：氧(yang)化(hua)鎂晶(jing)體生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散熱(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)3.2%，從(cong)這(zhe)些統計(ji)數據可以看出，在電(dian)熔(rong)