電弧(hu)熔爐(lu)生產(chan)電熔氧化鎂的工(gong)藝流程主要包括(kuo)：原料(liao)配料(liao)、電弧(hu)熔融、破碎、選(xuan)別、粉碎、篩別、磁選(xuan)、分類包裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有豐富(fu)的(de)優質菱(ling)(ling)鎂礦(kuang)石，氧化鎂含量高，又易(yi)于開(kai)采，因(yin)此，被廣泛用作電熔氧化鎂的(de)原料。采用菱(ling)(ling)鎂石作原料，碳酸鎂分(fen)解(jie)產生CO2氣體，由于有大量氣體從爐內排出(chu)影響著(zhu)電熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔(rong)氧化(hua)鎂的結晶帶的形成均有不(bu)利影響，由于(yu)大量(liang)塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗和能量(liang)消耗增高，也惡化(hua)了車間生產(chan)環境。但(dan)由于(yu)優質菱(ling)鎂礦石容易獲得(de)，價格很低廉，所(suo)以，仍是我國電熔(rong)氧化(hua)鎂用得(de)最多最廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石中(zhong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)含量高低和化(hua)學(xue)成分直接(jie)影(ying)響到電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量，同(tong)時在電(dian)熔(rong)過(guo)程中(zhong)也(ye)直接(jie)影(ying)響到電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)得到的(de)品(pin)級比(bi)(bi)例，因此，為了保(bao)證電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量和品(pin)級比(bi)(bi)例，必須(xu)對各(ge)種礦(kuang)石進(jin)行(xing)適當(dang)的(de)配比(bi)(bi)后進(jin)行(xing)熔(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)石(shi)。我國的(de)遼寧省(sheng)水鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)礦源(yuan)非常豐富，水鎂(mei)(mei)石(shi)中氧(yang)化鎂(mei)(mei)含量高(gao)于菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)。它也是一種制造電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)原料，部分地區水鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)化學成分見表2。

表2水鎂(mei)石的化(hua)學成分/%

③輕(qing)燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)。以(yi)輕(qing)燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)作(zuo)為電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)原料，可(ke)以(yi)使(shi)生產環(huan)境(jing)得到(dao)改善，可(ke)以(yi)降低運輸費用。由于電(dian)熔(rong)時排出氣體少，成分也較均勻，對提高電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)質量有利。

我國(guo)有一(yi)(yi)些電熔凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)球(qiu)料(liao)入爐電熔。輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量達到98%，以(yi)此料(liao)能生產(chan)出白色大結晶(jing)電熔氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)費(fei)用高(gao)，影響生產(chan)成(cheng)本(ben)。目前，有的廠家采用反射爐輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)一(yi)(yi)定的粒度(du)加入熔爐電熔，電熔氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的質量比用菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石好(hao)，成(cheng)本(ben)又(you)比用球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜(yi)，因而(er)得到了一(yi)(yi)定的推廣。

④燒(shao)(shao)結(jie)(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)了某些(xie)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特殊要求，有時(shi)必須在電(dian)熔(rong)過程中采用(yong)(yong)燒(shao)(shao)結(jie)(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，如(ru)采用(yong)(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，一般首先(xian)利用(yong)(yong)處(chu)理海水(shui)和石灰乳(ru)作(zuo)用(yong)(yong)生(sheng)產氫氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方法(fa)也可(ke)以(yi)制(zhi)得輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業(ye)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制(zhi)取方法(fa))，采用(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原(yuan)料(liao)生(sheng)產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極(ji)少量的(de)(de)雜質(zhi)(zhi)氣體(ti)(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)體(ti)(ti)的(de)(de)雜質(zhi)(zhi)，可(ke)明顯影響晶(jing)粒的(de)(de)長大。因為(wei)雜質(zhi)(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)在于增加(jia)晶(jing)界(jie)運(yun)(yun)動(dong)(dong)所需(xu)的(de)(de)能(neng)量。當晶(jing)界(jie)與(yu)第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)體(ti)(ti)能(neng)量降低，其降低量與(yu)第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積(ji)成正比，所以(yi)必須提高晶(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)才能(neng)離開第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續運(yun)(yun)動(dong)(dong)。并且當晶(jing)界(jie)與(yu)第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)界(jie)必須變形，第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量愈(yu)多，晶(jing)粒長大的(de)(de)極(ji)限尺(chi)寸愈(yu)小。

另一方面為了降(jiang)低(di)電(dian)熔凝(ning)氧化鎂的(de)顯氣孔(kong)率，也應盡量減少原料氧化鎂的(de)氣體排出，因此，采用燒結鎂砂電(dian)熔有其顯著優點。

⑤電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)單(dan)晶的(de)化(hua)學原料質(zhi)量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)(zi)力學(xue)本性(xing)如離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺(chi)寸，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)(dian)位數值，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)外層結(jie)(jie)構等相(xiang)關聯(lian)。而(er)氧化鎂的(de)(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸、質量和(he)電(dian)(dian)荷、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)結(jie)(jie)合特性(xing)和(he)強度(du)、離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極化作用、結(jie)(jie)晶構造等決(jue)定它是一高熔點化合物。

氧(yang)化鎂(mei)的熔點和結構(gou)參數：陽離子(zi)半徑(jing)0.074mm;陰離子(zi)半徑(jing)0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配位(wei)數6;有效(xiao)配位(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂制(zhi)造的(de)(de)(de)最重要(yao)過(guo)(guo)程是(shi)由(you)各種鎂質原料(liao)(liao)，通過(guo)(guo)各種形(xing)式的(de)(de)(de)加熱(re)(re)方法產(chan)生高(gao)(gao)溫使(shi)鎂質材料(liao)(liao)(MgO)熔化(hua)(hua)(hua)，變(bian)成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂熔體。要(yao)使(shi)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂熔融(rong)，必須(xu)消耗大(da)量的(de)(de)(de)熱(re)(re)能(neng)，以克服(fu)離子間的(de)(de)(de)引力。通過(guo)(guo)強大(da)電弧產(chan)生高(gao)(gao)溫而熔化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)方法叫(jiao)做電弧熔融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程一般包括熱(re)(re)的(de)(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔化(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體長大(da)等一系列(lie)物理化(hua)(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)過(guo)(guo)程。

①脫水(shui)過程。用水(shui)鎂(mei)石作原(yuan)料(liao)有(you)一(yi)脫水(shui)過程。水(shui)鎂(mei)石的(de)主要(yao)成分是氫(qing)氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫水(shui)過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)程(cheng)。用菱鎂(mei)(mei)(mei)礦作為(wei)原料時(shi)有一個脫碳過(guo)程(cheng)，脫碳過(guo)程(cheng)包括(kuo)兩個方(fang)(fang)面(mian)。一方(fang)(fang)面(mian)是(shi)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石的熱分(fen)解，菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石的主(zhu)要(yao)成分(fen)是(shi)碳酸鎂(mei)(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由(you)于在電熔(rong)過程(cheng)中(zhong)往往在原料氧化鎂中(zhong)加入石(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)粉末添加物(wu)(助(zhu)劑)，在電熔(rong)爐(lu)起動過程(cheng)中(zhong)需(xu)在三電極(石(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)電極)的下端(duan)用石(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)粉末鋪成三角形(xing)或星(xing)形(xing)導線路，在通電過程(cheng)中(zhong)受熱(re)燒損或完全燃燒除去石(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)過程(cheng)(cheng)。熔化(hua)過程(cheng)(cheng)即氧化(hua)鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離子和氧離子在強電弧產生(sheng)(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)能(neng)作(zuo)用下，克服單晶體(ti)(ti)中的(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)束縛，變(bian)(bian)成(cheng)能(neng)自由運動的(de)(de)過程(cheng)(cheng)。也就(jiu)是說(shuo)，氧化(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)到(dao)一(yi)定溫(wen)度(du)(熔點)就(jiu)會由固(gu)體(ti)(ti)變(bian)(bian)成(cheng)液(ye)體(ti)(ti)，叫熔化(hua)。在這一(yi)過程(cheng)(cheng)中需消(xiao)耗(hao)大量的(de)(de)電能(neng)。據電熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)(sheng)產者對用水鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料生(sheng)(sheng)產電熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)的(de)(de)比例如下：氧化(hua)鎂(mei)(mei)晶體(ti)(ti)生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)卻水耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐(lu)殼的(de)(de)水耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)子表面(mian)散(san)熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電能(neng)損(sun)失值(zhi)3.2%，從這些統(tong)計數據可以(yi)看(kan)出，在電熔