電弧熔(rong)爐生產電熔(rong)氧化(hua)鎂的工藝流(liu)程(cheng)主要包(bao)括：原料配料、電弧熔(rong)融、破碎、選別、粉(fen)碎、篩別、磁選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富的(de)優質菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石，氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)高，又易(yi)于(yu)開采(cai)，因此，被廣泛(fan)用作(zuo)電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原料。采(cai)用菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料，碳酸(suan)鎂(mei)(mei)分解產(chan)生CO2氣體(ti)，由于(yu)有大量(liang)氣體(ti)從爐內排出影響著(zhu)電熔(rong)過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂的結晶帶的形成均(jun)有不(bu)利影響，由于(yu)大量(liang)塵(chen)料飛(fei)損，使物料損耗(hao)和(he)能量(liang)消耗(hao)增高(gao)，也惡化了(le)車間生產環(huan)境。但由于(yu)優(you)質菱鎂礦石(shi)容(rong)易獲得，價格很低廉，所以(yi)，仍(reng)是我國電熔氧化鎂用得最多最廣泛(fan)的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石中氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)含量高低和化學成分直(zhi)接影(ying)響到(dao)電熔凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)質(zhi)量，同時(shi)在電熔過程中也直(zhi)接影(ying)響到(dao)電熔凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)得(de)到(dao)的(de)(de)品級(ji)比例(li)，因此，為了保證電熔凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)質(zhi)量和品級(ji)比例(li)，必須對(dui)各(ge)種(zhong)礦(kuang)(kuang)石進(jin)行(xing)適當的(de)(de)配比后進(jin)行(xing)熔煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石。我(wo)國的(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)礦源非(fei)常豐(feng)富，水(shui)鎂(mei)(mei)石中氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量高于菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石。它也是一(yi)種(zhong)制造(zao)電熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原料，部分地區水(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)化(hua)(hua)學成分見(jian)表2。

表2水(shui)鎂石的(de)化學成分(fen)/%

③輕(qing)燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)。以(yi)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)作為(wei)電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)原料(liao)，可以(yi)使生產(chan)環境得(de)到改善，可以(yi)降低運輸費用。由于(yu)電(dian)熔時排出氣體(ti)少，成(cheng)分也較(jiao)均勻，對提(ti)高電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)質量有利(li)。

我國有一些電熔凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)以(yi)輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)制成球(qiu)料入爐電熔。輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)的氧化(hua)(hua)鎂(mei)含量達(da)到(dao)98%，以(yi)此(ci)料能生(sheng)產出白色大(da)結晶電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)。但由(you)于成球(qiu)費用高，影響(xiang)生(sheng)產成本(ben)(ben)。目前，有的廠家采用反射爐輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)，以(yi)一定(ding)的粒度(du)加(jia)入熔爐電熔，電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)的質(zhi)量比用菱鎂(mei)礦石好，成本(ben)(ben)又比用球(qiu)料作(zuo)原(yuan)料時(shi)便宜(yi)，因而得到(dao)了一定(ding)的推廣(guang)。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂。為(wei)了某(mou)些電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)特殊要求，有時(shi)必須在(zai)電熔(rong)過程中采用(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電熔(rong)原料(liao)(liao)(liao)，如采用(yong)海水鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電熔(rong)原料(liao)(liao)(liao)，一般首先利用(yong)處理海水和石灰乳(ru)作(zuo)用(yong)生(sheng)產(chan)氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成(cheng)輕燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)其他方(fang)(fang)法也可(ke)以(yi)制(zhi)得(de)輕燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業(ye)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)制(zhi)取方(fang)(fang)法)，采用(yong)輕燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原料(liao)(liao)(liao)生(sheng)產(chan)電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極(ji)少量(liang)的(de)(de)雜質氣體(ti)(相(xiang))也屬于晶(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)雜質，可(ke)明顯影響晶(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)長(chang)大。因為(wei)雜質相(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)在(zai)于增(zeng)加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)運動(dong)所(suo)需的(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)體(ti)能(neng)(neng)量(liang)降(jiang)低，其降(jiang)低量(liang)與(yu)第二(er)(er)相(xiang)橫截面積成(cheng)正比(bi)，所(suo)以(yi)必須提高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)能(neng)(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)才能(neng)(neng)離(li)開(kai)第二(er)(er)相(xiang)繼續運動(dong)。并且(qie)當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，與(yu)第二(er)(er)相(xiang)橫截面積相(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)必須變形，第二(er)(er)相(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)長(chang)大的(de)(de)極(ji)限尺寸愈小(xiao)。

另一方面為了降(jiang)低電熔(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)的顯(xian)氣孔率，也應盡量減(jian)少原料(liao)氧化鎂(mei)的氣體排出，因(yin)此，采用燒結鎂(mei)砂電熔(rong)有其顯(xian)著(zhu)優點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單(dan)晶的化(hua)學原(yuan)料質量要求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特性(xing)是同原子和分子的(de)(de)量子力學本性(xing)如離(li)子半徑的(de)(de)尺寸，離(li)子的(de)(de)電位數值，離(li)子的(de)(de)電子外(wai)層結(jie)構等相關聯(lian)。而氧化鎂的(de)(de)離(li)子尺寸、質(zhi)量和電荷、陽離(li)子和陰離(li)子之間(jian)的(de)(de)結(jie)合特性(xing)和強度(du)、離(li)子的(de)(de)極化作用、結(jie)晶構造等決定它(ta)是一高熔點化合物。

氧(yang)化鎂的(de)熔點和(he)結(jie)構參數(shu)：陽離子半徑0.074mm;陰(yin)離子半徑0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制(zhi)造(zao)的最(zui)重(zhong)要過程(cheng)是由各(ge)種鎂(mei)(mei)質原料，通過各(ge)種形式的加熱方法產(chan)生(sheng)高(gao)溫使鎂(mei)(mei)質材(cai)料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)體(ti)(ti)。要使氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)融，必須(xu)消(xiao)耗大量的熱能，以克服(fu)離子間(jian)的引(yin)力(li)。通過強大電弧產(chan)生(sheng)高(gao)溫而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的方法叫做電弧熔(rong)融法。這(zhe)個融化(hua)(hua)(hua)(hua)過程(cheng)一般包(bao)括(kuo)熱的傳導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)、析(xi)晶(jing)、晶(jing)體(ti)(ti)長大等一系(xi)列(lie)物理化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)(hua)(hua)的過程(cheng)。

①脫(tuo)(tuo)水(shui)過程(cheng)。用水(shui)鎂石(shi)(shi)作原料有一脫(tuo)(tuo)水(shui)過程(cheng)。水(shui)鎂石(shi)(shi)的(de)主(zhu)要成分(fen)是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)(tuo)水(shui)過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過(guo)(guo)程(cheng)。用菱鎂礦(kuang)作為原料時(shi)有一個(ge)(ge)脫(tuo)碳過(guo)(guo)程(cheng)，脫(tuo)碳過(guo)(guo)程(cheng)包括兩個(ge)(ge)方(fang)(fang)面(mian)。一方(fang)(fang)面(mian)是(shi)菱鎂礦(kuang)石的熱分解(jie)，菱鎂礦(kuang)石的主要成分是(shi)碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由(you)于在(zai)電熔過(guo)程(cheng)中(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)原料氧化鎂中(zhong)加(jia)入石(shi)墨(mo)粉(fen)末添加(jia)物(助劑)，在(zai)電熔爐起(qi)動過(guo)程(cheng)中(zhong)需在(zai)三(san)電極(石(shi)墨(mo)電極)的下端(duan)用石(shi)墨(mo)粉(fen)末鋪成三(san)角形(xing)或星形(xing)導線路(lu)，在(zai)通電過(guo)程(cheng)中(zhong)受熱(re)燒(shao)損或完(wan)全燃燒(shao)除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過程(cheng)。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過程(cheng)即氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)離子(zi)(zi)和氧離子(zi)(zi)在強(qiang)電(dian)弧(hu)產(chan)生的(de)(de)熱能(neng)(neng)作用下，克服單(dan)晶體中(zhong)的(de)(de)晶格能(neng)(neng)的(de)(de)束縛，變(bian)成能(neng)(neng)自(zi)由運動的(de)(de)過程(cheng)。也就(jiu)是說，氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)加熱到(dao)一定溫度(熔(rong)(rong)(rong)點)就(jiu)會(hui)由固體變(bian)成液體，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)。在這一過程(cheng)中(zhong)需消(xiao)耗大(da)量的(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)。據(ju)(ju)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)生產(chan)者對用水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石作原料生產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)熱平(ping)衡的(de)(de)衡算，熱消(xiao)耗的(de)(de)比(bi)例(li)如下：氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)晶體生成熱消(xiao)耗值34.9%，渣(zha)皮消(xiao)耗熱值15.3%，散砂生成熱耗值3.0%，冷卻水(shui)耗熱值8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)水(shui)耗熱值7.9%，爐子(zi)(zi)表面散熱值6.4%，煙氣帶走熱值28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損失值3.2%，從這些統計(ji)數據(ju)(ju)可以(yi)看出，在電(dian)熔(rong)(rong)(rong)