電(dian)弧熔爐生產電(dian)熔氧化鎂的(de)工藝(yi)流程主要包括：原料(liao)配料(liao)、電(dian)弧熔融、破碎、選(xuan)別、粉(fen)碎、篩(shai)別、磁(ci)選(xuan)、分類包裝等(deng)。

(1)原料

我國有豐(feng)富的(de)(de)優(you)質菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)(shi)，氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量高，又易于(yu)開采，因此，被(bei)廣泛用(yong)(yong)作電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)原(yuan)料(liao)。采用(yong)(yong)菱鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)作原(yuan)料(liao)，碳酸(suan)鎂(mei)(mei)分解產生CO2氣體(ti)，由于(yu)有大(da)量氣體(ti)從(cong)爐內排出影響著電熔(rong)過程的(de)(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)的結晶帶的形(xing)成均有不利(li)影響，由(you)于(yu)大量(liang)(liang)塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗和能量(liang)(liang)消耗增高，也惡化了(le)車間生產環境。但由(you)于(yu)優質菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)容易(yi)獲得，價格(ge)很(hen)低(di)廉，所以，仍(reng)是我(wo)國電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)用得最多(duo)最廣(guang)泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)礦石中(zhong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的含量(liang)高低和(he)化(hua)學成分(fen)直(zhi)(zhi)接影(ying)響到電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的質(zhi)量(liang)，同時在電熔過程中(zhong)也直(zhi)(zhi)接影(ying)響到電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)得到的品(pin)級(ji)比(bi)例，因(yin)此(ci)，為了保證電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的質(zhi)量(liang)和(he)品(pin)級(ji)比(bi)例，必須對各(ge)種礦石進行適當的配比(bi)后進行熔煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)。我國(guo)的遼寧省(sheng)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的礦源非常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)中氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)含量高(gao)于菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)。它也是一種制造電(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的原(yuan)料，部分地區(qu)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的化學(xue)成分見表(biao)2。

表2水鎂石的化(hua)學成(cheng)分/%

③輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)。以輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)作為電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)原料，可以使生產環(huan)境(jing)得到改善，可以降低運(yun)輸費用。由于電(dian)(dian)熔(rong)時(shi)排(pai)出氣體少，成分也較均勻，對提高電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)質(zhi)量有利。

我國(guo)有(you)一(yi)些電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制(zhi)成(cheng)(cheng)球料(liao)入爐電(dian)熔(rong)(rong)(rong)。輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含(han)量達(da)到98%，以此料(liao)能(neng)生產出白色大結晶電(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)(cheng)球費用高，影響生產成(cheng)(cheng)本(ben)。目(mu)前，有(you)的(de)廠(chang)家(jia)采用反射爐輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以一(yi)定的(de)粒度加入熔(rong)(rong)(rong)爐電(dian)熔(rong)(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質量比用菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石好，成(cheng)(cheng)本(ben)又(you)比用球料(liao)作原料(liao)時便宜，因而(er)得(de)到了一(yi)定的(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)砂。為(wei)了(le)某些電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)特(te)殊要求(qiu)，有時必須在電(dian)熔(rong)(rong)(rong)過程中(zhong)采(cai)用(yong)(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)砂作為(wei)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)原(yuan)料，如采(cai)用(yong)(yong)海水鎂(mei)砂作為(wei)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)原(yuan)料，一般首先利用(yong)(yong)處理(li)海水和石灰乳作用(yong)(yong)生產(chan)氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)，將氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)煅燒(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)其(qi)他方法也(ye)(ye)可以制(zhi)(zhi)得輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(詳見工(gong)業氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)制(zhi)(zhi)取方法)，采(cai)用(yong)(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)作為(wei)原(yuan)料生產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)，極(ji)少量(liang)的(de)(de)雜質(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)(ye)屬于晶(jing)體(ti)的(de)(de)雜質(zhi)，可明(ming)顯(xian)影響晶(jing)粒的(de)(de)長大。因為(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作用(yong)(yong)在于增加晶(jing)界(jie)運動所需的(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)。當晶(jing)界(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)(yu)時，晶(jing)體(ti)能(neng)(neng)量(liang)降低，其(qi)降低量(liang)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積成正比，所以必須提(ti)高晶(jing)界(jie)能(neng)(neng)，晶(jing)界(jie)才能(neng)(neng)離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)界(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)(yu)時，與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)晶(jing)界(jie)必須變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)粒長大的(de)(de)極(ji)限尺寸(cun)愈小。

另一方(fang)面為(wei)了降低電(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)顯氣孔率(lv)，也(ye)應盡量減少原料氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)氣體排出，因此，采用燒結鎂(mei)(mei)砂電(dian)熔有其顯著優點。

⑤電熔(rong)氧化鎂(mei)單晶的化學原料質(zhi)量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是同原子(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)力學本性如離(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺寸，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(jie)構(gou)等(deng)相關聯。而氧化(hua)(hua)鎂的(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)尺寸、質量和(he)電荷、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)子(zi)(zi)(zi)之(zhi)間的(de)結(jie)合特(te)性和(he)強(qiang)度(du)、離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)極化(hua)(hua)作用、結(jie)晶(jing)構(gou)造等(deng)決定它是一高熔(rong)點(dian)化(hua)(hua)合物。

氧化鎂的熔(rong)點和結構(gou)參數：陽離子半(ban)徑(jing)(jing)0.074mm;陰離子半(ban)徑(jing)(jing)0.53mm;結構(gou)類型(xing)NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的最重要(yao)過(guo)程是由(you)各種(zhong)鎂(mei)(mei)質原(yuan)料，通過(guo)各種(zhong)形式的加熱(re)方法產生(sheng)高溫(wen)使鎂(mei)(mei)質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)體。要(yao)使氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)融，必須(xu)消耗大(da)量的熱(re)能，以克服離子(zi)間的引力。通過(guo)強大(da)電弧產生(sheng)高溫(wen)而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的方法叫(jiao)做電弧熔(rong)融法。這(zhe)個融化(hua)(hua)(hua)過(guo)程一(yi)般(ban)包括(kuo)熱(re)的傳導、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)、析(xi)晶(jing)、晶(jing)體長大(da)等一(yi)系(xi)列物理化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的過(guo)程。

①脫水(shui)過(guo)程(cheng)(cheng)。用水(shui)鎂石作原料(liao)有一脫水(shui)過(guo)程(cheng)(cheng)。水(shui)鎂石的主要成(cheng)分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)程(cheng)(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)程(cheng)(cheng)。用菱(ling)鎂礦作(zuo)為原(yuan)料時有一個(ge)脫碳過(guo)程(cheng)(cheng)，脫碳過(guo)程(cheng)(cheng)包括(kuo)兩個(ge)方面(mian)。一方面(mian)是菱(ling)鎂礦石的熱分解，菱(ling)鎂礦石的主(zhu)要成分是碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由于在(zai)電(dian)熔(rong)過程(cheng)中往往在(zai)原料氧化鎂(mei)中加入石(shi)墨粉末添加物(助劑)，在(zai)電(dian)熔(rong)爐起動過程(cheng)中需在(zai)三電(dian)極(石(shi)墨電(dian)極)的下端用石(shi)墨粉末鋪(pu)成三角(jiao)形或星形導(dao)線路，在(zai)通電(dian)過程(cheng)中受熱燒(shao)損或完全燃燒(shao)除(chu)去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過(guo)程。熔(rong)化(hua)過(guo)程即氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)(mei)離子和氧(yang)離子在(zai)強(qiang)電(dian)弧產(chan)(chan)生的熱(re)(re)(re)能作用(yong)下，克服單晶體(ti)中的晶格能的束縛，變成能自由運動的過(guo)程。也就是說，氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)到一定溫度(du)(熔(rong)點(dian))就會由固體(ti)變成液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)。在(zai)這一過(guo)程中需消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)大(da)量的電(dian)能。據(ju)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)生產(chan)(chan)者對用(yong)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)作原(yuan)料生產(chan)(chan)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的熱(re)(re)(re)平衡的衡算，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)的比例如(ru)下：氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)晶體(ti)生成熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂生成熱(re)(re)(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)卻水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼的水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子表面散(san)熱(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能損失值(zhi)3.2%，從(cong)這些(xie)統(tong)計數(shu)據(ju)可以看出，在(zai)電(dian)熔(rong)