電弧(hu)熔(rong)爐生產電熔(rong)氧化鎂的工(gong)藝流程主要包(bao)括：原料配(pei)料、電弧(hu)熔(rong)融、破碎、選(xuan)(xuan)別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選(xuan)(xuan)、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富的優質(zhi)菱(ling)鎂礦石(shi)，氧(yang)化鎂含(han)量(liang)高，又易于(yu)(yu)開(kai)采，因此，被廣泛用(yong)作電熔氧(yang)化鎂的原(yuan)料。采用(yong)菱(ling)鎂石(shi)作原(yuan)料，碳酸鎂分(fen)解產(chan)生CO2氣體(ti)，由于(yu)(yu)有(you)大(da)量(liang)氣體(ti)從爐內排出影響著電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化鎂的結(jie)晶帶的形(xing)成均有不利影響，由于(yu)(yu)大量塵料飛損，使物料損耗和能(neng)量消耗增高，也惡化了車(che)間生產(chan)環境。但由于(yu)(yu)優(you)質菱(ling)鎂礦石容(rong)易(yi)獲得，價格很低(di)廉(lian)，所(suo)以，仍是(shi)我國電熔氧(yang)化鎂用得最(zui)多最(zui)廣(guang)泛的原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂礦。菱(ling)鎂礦石中氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)含(han)量(liang)(liang)高低和化(hua)(hua)學成分直接(jie)影響(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)質量(liang)(liang)，同時(shi)在電(dian)熔(rong)過程中也直接(jie)影響(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂得到(dao)的(de)品級(ji)比例，因此(ci)，為了(le)保證電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)質量(liang)(liang)和品級(ji)比例，必須對各種礦石進行適當的(de)配(pei)比后(hou)進行熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石。我國(guo)的(de)遼寧(ning)省水(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)礦源非常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)石中氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量高(gao)于菱鎂(mei)(mei)礦石。它也是一種制造電熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原料(liao)，部分地區水(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)化(hua)學成分見表(biao)2。

表(biao)2水鎂(mei)石(shi)的化學成(cheng)分/%

③輕(qing)燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)。以(yi)輕(qing)燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)作為電熔(rong)(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)原料，可以(yi)使生產環(huan)境(jing)得(de)到改善，可以(yi)降低運輸費用。由于電熔(rong)(rong)時(shi)排出氣體少(shao)，成分也(ye)較均勻，對提(ti)高電熔(rong)(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)質量有利。

我國有(you)一些電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制(zhi)成(cheng)球(qiu)料(liao)入(ru)爐電熔(rong)(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含(han)量達到98%，以此料(liao)能(neng)生(sheng)產出白(bai)色大結晶電熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)費用(yong)高，影響生(sheng)產成(cheng)本。目前，有(you)的(de)(de)廠家(jia)采用(yong)反射爐輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以一定的(de)(de)粒度加(jia)入(ru)熔(rong)(rong)爐電熔(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)質量比用(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本又比用(yong)球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便(bian)宜，因而得(de)到了一定的(de)(de)推廣。

④燒結鎂(mei)(mei)砂(sha)。為了(le)某些(xie)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)特殊要求，有時必須在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)過程中采(cai)用(yong)燒結鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)(zuo)為電(dian)(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料，如采(cai)用(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)(zuo)為電(dian)(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料，一般(ban)首先利(li)用(yong)處理(li)海(hai)水和(he)石灰乳作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)生產氫氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒成輕燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)其他方(fang)法(fa)也可以制得輕燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工(gong)業(ye)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)制取(qu)方(fang)法(fa))，采(cai)用(yong)輕燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)(zuo)(zuo)為原(yuan)料生產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等研究(jiu)認為，極少(shao)量(liang)的(de)雜質(zhi)(zhi)氣(qi)體(ti)(相)也屬于晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)雜質(zhi)(zhi)，可明(ming)顯影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)長大。因為雜質(zhi)(zhi)相的(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)在于增加晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)運動(dong)所需的(de)能(neng)量(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)(er)相相遇時，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)能(neng)量(liang)降(jiang)低，其降(jiang)低量(liang)與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)(er)相橫截面積(ji)(ji)成正比，所以必須提高晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)才(cai)能(neng)離開第(di)二(er)(er)(er)相繼續(xu)運動(dong)。并且當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)(er)相相遇時，與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)(er)相橫截面積(ji)(ji)相等的(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)必須變形，第(di)二(er)(er)(er)相數量(liang)愈多(duo)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒長大的(de)極限尺寸愈小。

另一(yi)方面為了降低電熔凝氧化鎂(mei)的顯氣(qi)孔率(lv)，也應盡量減少(shao)原料(liao)氧化鎂(mei)的氣(qi)體排出，因此，采(cai)用燒結鎂(mei)砂電熔有其顯著優(you)點(dian)。

⑤電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)單晶的化(hua)學原(yuan)料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是(shi)同(tong)原子(zi)(zi)(zi)和分子(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)力學(xue)本性(xing)如離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電位數值，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)(zi)外層結構(gou)等(deng)(deng)相關聯。而氧化鎂(mei)的(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)尺寸、質量和電荷、陽(yang)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)和陰離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)之間的(de)結合(he)特性(xing)和強度、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)極化作用、結晶構(gou)造等(deng)(deng)決定它是(shi)一(yi)高熔點化合(he)物(wu)。

氧化鎂的(de)熔點(dian)和(he)結(jie)構參數：陽離(li)子(zi)半徑0.074mm;陰離(li)子(zi)半徑0.53mm;結(jie)構類型(xing)NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制(zhi)造的最重要(yao)過(guo)程(cheng)(cheng)是由各種(zhong)鎂(mei)(mei)質原料，通過(guo)各種(zhong)形式的加(jia)熱方法(fa)產(chan)生(sheng)高溫使鎂(mei)(mei)質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，變成(cheng)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)體。要(yao)使氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)融，必須消(xiao)耗大量的熱能，以克(ke)服離子間的引(yin)力(li)。通過(guo)強(qiang)大電(dian)弧產(chan)生(sheng)高溫而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的方法(fa)叫做(zuo)電(dian)弧熔(rong)融法(fa)。這(zhe)個融化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)一般包(bao)括熱的傳導、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體長大等一系列物理化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的過(guo)程(cheng)(cheng)。

①脫水過(guo)程(cheng)。用水鎂石作(zuo)原料有一脫水過(guo)程(cheng)。水鎂石的主要成分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其(qi)脫水過(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)(tan)過程。用菱鎂礦(kuang)作(zuo)為原(yuan)料時有一個(ge)脫(tuo)碳(tan)(tan)過程，脫(tuo)碳(tan)(tan)過程包括兩個(ge)方面。一方面是菱鎂礦(kuang)石的熱分解，菱鎂礦(kuang)石的主要(yao)成分是碳(tan)(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在電(dian)熔過(guo)程中(zhong)往往在原料(liao)氧化鎂中(zhong)加(jia)入(ru)石(shi)(shi)墨(mo)粉末添加(jia)物(助劑(ji))，在電(dian)熔爐起動過(guo)程中(zhong)需(xu)在三電(dian)極(石(shi)(shi)墨(mo)電(dian)極)的下端用石(shi)(shi)墨(mo)粉末鋪(pu)成三角形或(huo)星形導線路(lu)，在通(tong)電(dian)過(guo)程中(zhong)受熱燒(shao)損(sun)或(huo)完全燃燒(shao)除去石(shi)(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)。熔(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)即氧(yang)化(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子(zi)和氧(yang)離子(zi)在強電弧產生(sheng)(sheng)的(de)熱(re)能(neng)作(zuo)用下，克(ke)服單(dan)晶(jing)體中(zhong)的(de)晶(jing)格能(neng)的(de)束縛，變成(cheng)能(neng)自由運動的(de)過(guo)程(cheng)。也就是說，氧(yang)化(hua)鎂(mei)加熱(re)到一定溫度(熔(rong)點(dian))就會由固體變成(cheng)液體，叫(jiao)熔(rong)化(hua)。在這一過(guo)程(cheng)中(zhong)需消耗(hao)大(da)量(liang)的(de)電能(neng)。據電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)產者(zhe)對用水(shui)鎂(mei)石作(zuo)原料(liao)生(sheng)(sheng)產電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)熱(re)平(ping)衡的(de)衡算，熱(re)消耗(hao)的(de)比例(li)如下：氧(yang)化(hua)鎂(mei)晶(jing)體生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)消耗(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水(shui)耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐(lu)殼的(de)水(shui)耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表面(mian)散熱(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電能(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這些統(tong)計數據可(ke)以看出，在電熔(rong)