電弧熔(rong)爐生產(chan)電熔(rong)氧化鎂的工(gong)藝流程主(zhu)要包(bao)(bao)括：原料(liao)配料(liao)、電弧熔(rong)融、破碎(sui)、選(xuan)別(bie)(bie)、粉碎(sui)、篩別(bie)(bie)、磁選(xuan)、分類(lei)包(bao)(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富的優(you)質菱鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含(han)量(liang)高(gao)，又易于開采，因此，被廣泛用作電(dian)(dian)熔氧化鎂(mei)的原(yuan)(yuan)料。采用菱鎂(mei)石作原(yuan)(yuan)料，碳酸鎂(mei)分解產(chan)生CO2氣體(ti)，由于有大量(liang)氣體(ti)從爐內排(pai)出影響著電(dian)(dian)熔過程的進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)結晶(jing)帶的(de)形成(cheng)均有不利影響，由于大量塵(chen)料飛損，使物料損耗和能量消耗增高(gao)，也惡化(hua)(hua)了車間生產環境。但由于優質菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)容易獲得，價格很低(di)廉(lian)，所以，仍是我國電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)用得最(zui)多(duo)最(zui)廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂礦。菱鎂礦石中(zhong)(zhong)氧化(hua)鎂的(de)(de)含量(liang)高(gao)低(di)和(he)化(hua)學成分直接(jie)影(ying)響(xiang)到(dao)電熔凝(ning)氧化(hua)鎂的(de)(de)質量(liang)，同時(shi)在(zai)電熔過程中(zhong)(zhong)也(ye)直接(jie)影(ying)響(xiang)到(dao)電熔凝(ning)氧化(hua)鎂得(de)到(dao)的(de)(de)品(pin)級比例，因(yin)此，為了保證電熔凝(ning)氧化(hua)鎂的(de)(de)質量(liang)和(he)品(pin)級比例，必須對各種礦石進行(xing)(xing)適(shi)當的(de)(de)配(pei)比后進行(xing)(xing)熔煉。

②水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)。我國(guo)的遼(liao)寧省(sheng)水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的礦源非常豐富(fu)，水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)中(zhong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量高于(yu)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)。它也是一種制(zhi)造電熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的原料，部分地區(qu)水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的化(hua)學成分見表2。

表2水鎂石的化學成(cheng)分/%

③輕(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂。以輕(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂作為電(dian)熔氧化(hua)鎂原料，可(ke)以使生(sheng)產環(huan)境(jing)得到改(gai)善，可(ke)以降低運輸費用。由于(yu)電(dian)熔時排(pai)出氣體少，成分也較均勻，對提高電(dian)熔氧化(hua)鎂質量有利。

我國有(you)一(yi)(yi)些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)以(yi)輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)制成(cheng)(cheng)球料入爐(lu)(lu)電(dian)熔(rong)(rong)。輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)氧(yang)(yang)化鎂(mei)含量(liang)達到98%，以(yi)此料能生(sheng)產(chan)出(chu)白色大(da)結晶電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)。但由(you)于成(cheng)(cheng)球費用(yong)高(gao)，影響生(sheng)產(chan)成(cheng)(cheng)本。目前(qian)，有(you)的(de)廠家(jia)采用(yong)反(fan)射爐(lu)(lu)輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)，以(yi)一(yi)(yi)定的(de)粒度(du)加入熔(rong)(rong)爐(lu)(lu)電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)質量(liang)比用(yong)菱鎂(mei)礦石好，成(cheng)(cheng)本又(you)比用(yong)球料作原(yuan)料時便(bian)宜，因而得到了一(yi)(yi)定的(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)了某些電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特(te)殊要求，有時(shi)必須在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)過程中(zhong)采(cai)用(yong)(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原料(liao)，如(ru)采(cai)用(yong)(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原料(liao)，一般首先利用(yong)(yong)(yong)處理海水和石灰(hui)乳作(zuo)用(yong)(yong)(yong)生產(chan)氫氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將(jiang)氫氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)成輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)(yong)其他方(fang)法(fa)也可(ke)以制(zhi)得輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制(zhi)取方(fang)法(fa))，采(cai)用(yong)(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原料(liao)生產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極少量(liang)的(de)(de)雜(za)質氣體(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶體的(de)(de)雜(za)質，可(ke)明顯影響晶粒的(de)(de)長大(da)。因為(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)在(zai)于(yu)增加晶界(jie)(jie)運動(dong)所(suo)需的(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)。當(dang)晶界(jie)(jie)與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶體能(neng)(neng)量(liang)降低(di)，其降低(di)量(liang)與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積成正比(bi)，所(suo)以必須提(ti)高晶界(jie)(jie)能(neng)(neng)，晶界(jie)(jie)才能(neng)(neng)離開第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)繼(ji)續運動(dong)。并且當(dang)晶界(jie)(jie)與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶界(jie)(jie)必須變形，第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈(yu)多，晶粒長大(da)的(de)(de)極限尺寸愈(yu)小。

另一(yi)方面為了(le)降低電熔凝氧化鎂的(de)顯(xian)氣(qi)孔率，也(ye)應(ying)盡(jin)量減少原料氧化鎂的(de)氣(qi)體排(pai)出(chu)，因此(ci)，采用燒結鎂砂(sha)電熔有(you)其(qi)顯(xian)著優點。

⑤電熔氧(yang)化(hua)鎂單(dan)晶的化(hua)學原料(liao)質量要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特(te)性是同原子(zi)(zi)和(he)分(fen)子(zi)(zi)的量(liang)子(zi)(zi)力學本性如離(li)(li)子(zi)(zi)半徑的尺(chi)寸(cun)，離(li)(li)子(zi)(zi)的電(dian)位數值(zhi)，離(li)(li)子(zi)(zi)的電(dian)子(zi)(zi)外層結構(gou)(gou)等相關聯(lian)。而氧化鎂(mei)的離(li)(li)子(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)、質量(liang)和(he)電(dian)荷、陽(yang)離(li)(li)子(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)之間的結合特(te)性和(he)強(qiang)度、離(li)(li)子(zi)(zi)的極化作用、結晶構(gou)(gou)造(zao)等決定它是一高熔點(dian)化合物。

氧化鎂的熔(rong)(rong)點和結(jie)構(gou)參數(shu)(shu)：陽離子半徑0.074mm;陰(yin)離子半徑0.53mm;結(jie)構(gou)類型NaCl;配位數(shu)(shu)6;有(you)效配位數(shu)(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)(rong)點2800℃。

電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制(zhi)造的(de)最(zui)重要(yao)過程(cheng)是由各種鎂(mei)(mei)質(zhi)原料，通(tong)過各種形式的(de)加熱方法(fa)產生高溫(wen)使(shi)鎂(mei)(mei)質(zhi)材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變成(cheng)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)體。要(yao)使(shi)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)融(rong)，必須消耗大量的(de)熱能，以(yi)克服離子(zi)間的(de)引力。通(tong)過強大電(dian)(dian)弧產生高溫(wen)而(er)熔(rong)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)方法(fa)叫做電(dian)(dian)弧熔(rong)融(rong)法(fa)。這個融(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)一般(ban)包括熱的(de)傳(chuan)導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體長大等(deng)一系列(lie)物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)過程(cheng)。

①脫(tuo)(tuo)水(shui)過(guo)程。用水(shui)鎂(mei)石作原料(liao)有一(yi)脫(tuo)(tuo)水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂(mei)石的(de)主要成分是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)(tuo)水(shui)過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過程(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)礦作為原料時有一個脫(tuo)碳過程(cheng)，脫(tuo)碳過程(cheng)包括兩個方(fang)面。一方(fang)面是菱(ling)鎂(mei)礦石的熱(re)分(fen)解，菱(ling)鎂(mei)礦石的主要(yao)成分(fen)是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于在(zai)電(dian)熔(rong)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)往往在(zai)原料氧化鎂中(zhong)(zhong)加(jia)入石(shi)(shi)墨粉末(mo)(mo)添(tian)加(jia)物(wu)(助(zhu)劑)，在(zai)電(dian)熔(rong)爐起(qi)動過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)需(xu)在(zai)三(san)電(dian)極(ji)(ji)(石(shi)(shi)墨電(dian)極(ji)(ji))的下端用(yong)石(shi)(shi)墨粉末(mo)(mo)鋪成三(san)角形(xing)或(huo)星(xing)形(xing)導線路，在(zai)通電(dian)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)受(shou)熱燒損或(huo)完全燃燒除去石(shi)(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)即(ji)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂中鎂離子和氧(yang)離子在強(qiang)電(dian)弧產生(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)能作(zuo)用(yong)(yong)下(xia)，克服單(dan)晶(jing)體(ti)中的(de)(de)晶(jing)格(ge)能的(de)(de)束縛，變(bian)成能自由(you)運動的(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)。也就是說，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂加熱(re)(re)到一定溫度(熔(rong)點)就會由(you)固體(ti)變(bian)成液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)(hua)。在這一過(guo)程(cheng)(cheng)中需消耗(hao)(hao)大量(liang)的(de)(de)電(dian)能。據電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂生(sheng)產者對用(yong)(yong)水鎂石作(zuo)原料(liao)生(sheng)產電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)熱(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)消耗(hao)(hao)的(de)(de)比例(li)如下(xia)：氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂晶(jing)體(ti)生(sheng)成熱(re)(re)消耗(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成熱(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶走熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能損失值(zhi)3.2%，從這些統(tong)計(ji)數據可(ke)以(yi)看出，在電(dian)熔(rong)