電弧熔(rong)爐(lu)生產電熔(rong)氧化(hua)鎂的工藝流(liu)程主要包括：原料配料、電弧熔(rong)融、破碎、選別(bie)、粉(fen)碎、篩別(bie)、磁選、分(fen)類包裝等。

(1)原料

我國有豐(feng)富的(de)優(you)質菱鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量高，又易于(yu)開采(cai)(cai)，因此，被(bei)廣泛用作電熔(rong)氧化鎂(mei)的(de)原料(liao)。采(cai)(cai)用菱鎂(mei)石作原料(liao)，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣體(ti)，由(you)于(yu)有大量氣體(ti)從(cong)爐內排出影(ying)響著電熔(rong)過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)結晶帶的(de)形成(cheng)均有不利影(ying)響，由(you)于大量塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗(hao)和能量消耗(hao)增高，也惡(e)化(hua)(hua)了(le)車間生產(chan)環境。但由(you)于優(you)質菱鎂(mei)礦(kuang)石容(rong)易獲得(de)，價格很低廉，所以，仍是我國電熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)用得(de)最多(duo)最廣泛的(de)原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石中(zhong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)的含量(liang)高(gao)低和化學成分直(zhi)接影響到電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)的質量(liang)，同時在電(dian)(dian)熔(rong)過程中(zhong)也直(zhi)接影響到電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)得(de)到的品級比例(li)，因此(ci)，為(wei)了(le)保證電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)的質量(liang)和品級比例(li)，必須(xu)對各種礦(kuang)石進(jin)(jin)行適當的配比后進(jin)(jin)行熔(rong)煉。

②水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石。我國的(de)遼(liao)寧(ning)省水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石的(de)礦源非常(chang)豐富，水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石中氧化鎂(mei)(mei)(mei)含量高于(yu)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石。它也是一種(zhong)制造電熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)原料，部(bu)分地區(qu)水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石的(de)化學(xue)成(cheng)分見表2。

表2水鎂石的化學(xue)成分/%

③輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂。以輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂作(zuo)為電熔氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂原料，可(ke)以使(shi)生產環境得到改善，可(ke)以降(jiang)低(di)運輸費(fei)用。由于電熔時排出氣體(ti)少(shao)，成(cheng)分也較均(jun)勻，對(dui)提(ti)高電熔氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂質(zhi)量有利。

我國有一(yi)些(xie)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)球料入爐(lu)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)。輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)達到98%，以(yi)此料能(neng)生(sheng)產(chan)出白色大結晶電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成(cheng)球費(fei)用(yong)高，影響生(sheng)產(chan)成(cheng)本。目前，有的廠家采用(yong)反射爐(lu)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)一(yi)定的粒度加入熔(rong)(rong)爐(lu)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的質量(liang)比用(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)好，成(cheng)本又比用(yong)球料作原料時便宜(yi)，因而得到了(le)一(yi)定的推廣。

④燒結鎂(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了某些電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)特殊要求，有時必(bi)須(xu)(xu)(xu)在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)過程中(zhong)采用(yong)燒結鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料，如采用(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料，一般(ban)首先利用(yong)處理海(hai)水和(he)石灰(hui)乳(ru)作(zuo)用(yong)生(sheng)(sheng)產氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將(jiang)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅(duan)燒成輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)其(qi)(qi)他方法(fa)也(ye)可以(yi)制得輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)制取方法(fa))，采用(yong)輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原(yuan)料生(sheng)(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧(ao)絲(si)脫(AusT)和(he)拉特爾(er)(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)，極少量的(de)(de)雜(za)質(zhi)(zhi)氣體(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體的(de)(de)雜(za)質(zhi)(zhi)，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)長大。因為(wei)(wei)雜(za)質(zhi)(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)在(zai)于增(zeng)加晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界運動所(suo)需的(de)(de)能量。當晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界與第(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體能量降(jiang)(jiang)低(di)，其(qi)(qi)降(jiang)(jiang)低(di)量與第(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積(ji)成正比，所(suo)以(yi)必(bi)須(xu)(xu)(xu)提高(gao)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界能，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界才能離開(kai)第(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續(xu)運動。并且當晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界與第(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，與第(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界必(bi)須(xu)(xu)(xu)變形，第(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)量愈多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)長大的(de)(de)極限尺寸愈小(xiao)。

另一方面為了降低電(dian)熔凝氧(yang)化鎂的(de)顯氣孔率，也應盡(jin)量減少原料氧(yang)化鎂的(de)氣體排出，因此，采用燒(shao)結鎂砂電(dian)熔有其顯著優點(dian)。

⑤電(dian)熔(rong)氧化鎂單晶(jing)的化學原料質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特性是同(tong)原子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)力(li)學本性如離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺寸，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電位(wei)數(shu)值，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)外層(ceng)結構等相關聯(lian)。而氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸、質量和(he)電荷、陽(yang)離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)結合特性和(he)強度(du)、離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極(ji)化作(zuo)用、結晶構造(zao)等決定它是一高熔點化合物(wu)。

氧化鎂的熔點和結(jie)(jie)構參數(shu)：陽離子半(ban)徑0.074mm;陰離子半(ban)徑0.53mm;結(jie)(jie)構類型(xing)NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂制造的(de)最(zui)重要(yao)(yao)過程是(shi)由各(ge)種鎂質原料，通過各(ge)種形式(shi)的(de)加熱(re)方法(fa)產生(sheng)高溫(wen)使鎂質材(cai)料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)，變成(cheng)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)體(ti)。要(yao)(yao)使氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)融，必須消耗大量的(de)熱(re)能(neng)，以克服離子間的(de)引力。通過強大電弧產生(sheng)高溫(wen)而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂的(de)方法(fa)叫做電弧熔(rong)融法(fa)。這個融化(hua)(hua)(hua)(hua)過程一(yi)般包括熱(re)的(de)傳(chuan)導、脫(tuo)水(shui)、脫(tuo)碳、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)長大等一(yi)系(xi)列物理化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)過程。

①脫水過(guo)程。用水鎂(mei)石作原料有一脫水過(guo)程。水鎂(mei)石的主要成分(fen)是氫(qing)氧(yang)化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)碳過程(cheng)。用菱(ling)(ling)鎂(mei)礦(kuang)作為(wei)原(yuan)料時有一個脫(tuo)(tuo)碳過程(cheng)，脫(tuo)(tuo)碳過程(cheng)包括兩個方面(mian)。一方面(mian)是菱(ling)(ling)鎂(mei)礦(kuang)石的熱分解(jie)，菱(ling)(ling)鎂(mei)礦(kuang)石的主要成(cheng)分是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面，由于在(zai)電(dian)熔(rong)過程(cheng)中(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)原料氧化鎂(mei)中(zhong)加入石墨(mo)粉末添加物(wu)(助劑)，在(zai)電(dian)熔(rong)爐(lu)起動過程(cheng)中(zhong)需(xu)在(zai)三電(dian)極(石墨(mo)電(dian)極)的下端(duan)用石墨(mo)粉末鋪成三角形或星(xing)形導(dao)線路(lu)，在(zai)通(tong)電(dian)過程(cheng)中(zhong)受(shou)熱(re)燒(shao)損或完全燃(ran)燒(shao)除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化過(guo)程。熔(rong)化過(guo)程即氧化鎂(mei)中鎂(mei)離子和(he)氧離子在強電(dian)弧(hu)產生的(de)(de)(de)熱(re)能(neng)作用(yong)下，克(ke)服(fu)單(dan)晶體(ti)中的(de)(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)(de)束縛，變成(cheng)能(neng)自由(you)運動的(de)(de)(de)過(guo)程。也(ye)就(jiu)是說，氧化鎂(mei)加熱(re)到一定溫度(熔(rong)點)就(jiu)會(hui)由(you)固體(ti)變成(cheng)液(ye)體(ti)，叫熔(rong)化。在這一過(guo)程中需消(xiao)(xiao)耗(hao)大量(liang)的(de)(de)(de)電(dian)能(neng)。據電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)生產者對(dui)用(yong)水(shui)鎂(mei)石作原(yuan)料生產電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)的(de)(de)(de)熱(re)平衡的(de)(de)(de)衡算(suan)，熱(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)的(de)(de)(de)比例(li)如下：氧化鎂(mei)晶體(ti)生成(cheng)熱(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)值34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)耗(hao)熱(re)值15.3%，散砂生成(cheng)熱(re)耗(hao)值3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)熱(re)值8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)(de)水(shui)耗(hao)熱(re)值7.9%，爐子表面散熱(re)值6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)值28.8%。電(dian)能(neng)損失(shi)值3.2%，從這些統計(ji)數據可以看出，在電(dian)熔(rong)