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

(1)原料

我國有豐富(fu)的(de)優質菱鎂(mei)(mei)礦石，氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量高，又(you)易于開(kai)采，因此，被廣泛(fan)用(yong)作(zuo)電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原料。采用(yong)菱鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料，碳酸鎂(mei)(mei)分(fen)解產生CO2氣體，由于有大(da)量氣體從爐內排出影響著電熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂(mei)(mei)的結晶帶的形(xing)成均有不利影響(xiang)，由于(yu)(yu)大量塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗(hao)和(he)能量消耗(hao)增高，也惡化了車間生產(chan)環境(jing)。但由于(yu)(yu)優質菱鎂(mei)(mei)礦石容易(yi)獲得，價格(ge)很低廉，所以，仍是我國電熔氧化鎂(mei)(mei)用(yong)得最多最廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)礦石中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)含量高低和化(hua)學成(cheng)分直(zhi)接影響到電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)質量，同時在電熔(rong)(rong)(rong)過程中(zhong)也直(zhi)接影響到電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)得到的(de)品級比例(li)，因此，為(wei)了保證電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)質量和品級比例(li)，必(bi)須對各(ge)種礦石進(jin)行適當的(de)配比后進(jin)行熔(rong)(rong)(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)。我國的(de)遼寧(ning)省水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)礦源非常豐(feng)富，水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)中氧化鎂(mei)(mei)含量高于菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)。它也是(shi)一種制(zhi)造電熔凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)原料，部分地區水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)化學成分見表2。

表2水鎂石的(de)化學成(cheng)分/%

③輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。以輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)作為電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)原料，可以使生產環境(jing)得到改善，可以降低運(yun)輸費用。由于電熔時排(pai)出氣體少(shao)，成分也較均勻，對提高電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)質量有利。

我國有(you)一(yi)(yi)些電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)以輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制成(cheng)球(qiu)料入爐(lu)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)。輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)含量達到98%，以此料能(neng)生(sheng)產出白色大結晶(jing)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。但(dan)由于成(cheng)球(qiu)費用高，影響生(sheng)產成(cheng)本。目前，有(you)的(de)廠(chang)家(jia)采用反射爐(lu)輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)，以一(yi)(yi)定的(de)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)的(de)質(zhi)量比用菱鎂(mei)礦石好，成(cheng)本又比用球(qiu)料作原料時便宜，因而得到了一(yi)(yi)定的(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)砂(sha)。為(wei)了某些電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)特殊(shu)要求(qiu)，有時必(bi)(bi)須(xu)(xu)在(zai)電(dian)(dian)熔過程中采(cai)(cai)用(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔原(yuan)料，如采(cai)(cai)用(yong)(yong)海(hai)水鎂(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔原(yuan)料，一般(ban)首先利用(yong)(yong)處理海(hai)水和石(shi)灰乳作(zuo)用(yong)(yong)生產(chan)氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)煅燒(shao)成輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)其(qi)他方法也(ye)可以制得輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(詳見(jian)工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)制取方法)，采(cai)(cai)用(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)為(wei)原(yuan)料生產(chan)電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和拉(la)特爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極少量的(de)(de)雜(za)質氣體(ti)(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬(shu)于(yu)(yu)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)的(de)(de)雜(za)質，可明顯(xian)影響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)長(chang)大。因(yin)為(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)在(zai)于(yu)(yu)增加晶(jing)(jing)界(jie)(jie)運動(dong)所需(xu)的(de)(de)能量。當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)體(ti)(ti)能量降(jiang)低(di)，其(qi)降(jiang)低(di)量與(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積成正比，所以必(bi)(bi)須(xu)(xu)提高晶(jing)(jing)界(jie)(jie)能，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)才能離開第二相(xiang)(xiang)(xiang)繼(ji)續運動(dong)。并且當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)必(bi)(bi)須(xu)(xu)變形，第二相(xiang)(xiang)(xiang)數量愈多(duo)，晶(jing)(jing)粒長(chang)大的(de)(de)極限尺寸愈小。

另一方面為(wei)了(le)降(jiang)低電熔(rong)凝氧化鎂(mei)的(de)(de)顯氣孔率，也應盡量減少(shao)原(yuan)料(liao)氧化鎂(mei)的(de)(de)氣體(ti)排(pai)出(chu)，因此，采用燒(shao)結鎂(mei)砂電熔(rong)有其(qi)顯著優點(dian)。

⑤電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂單晶的化(hua)學(xue)原料質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特性是(shi)同原子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)力學本性如離(li)(li)子(zi)(zi)半(ban)徑的(de)尺(chi)寸，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電位數值，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)外(wai)層結構等(deng)相關(guan)聯。而氧化鎂的(de)離(li)(li)子(zi)(zi)尺(chi)寸、質量和電荷、陽(yang)離(li)(li)子(zi)(zi)和陰離(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)結合特性和強度、離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)極化作用、結晶構造(zao)等(deng)決定它是(shi)一(yi)高熔點化合物。

氧(yang)化(hua)鎂的熔點和結構參數(shu)：陽(yang)離子半徑0.074mm;陰(yin)離子半徑0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)位數(shu)6;有(you)效配(pei)位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔凝氧化(hua)鎂制造的(de)(de)最重要(yao)過(guo)程(cheng)是由各種鎂質原料，通過(guo)各種形(xing)式的(de)(de)加熱方(fang)法(fa)產生高溫(wen)使鎂質材(cai)料(MgO)熔化(hua)，變成氧化(hua)鎂熔體。要(yao)使氧化(hua)鎂熔融(rong)(rong)，必須(xu)消耗(hao)大(da)(da)量(liang)的(de)(de)熱能，以克(ke)服離子間(jian)的(de)(de)引力(li)。通過(guo)強(qiang)大(da)(da)電弧(hu)產生高溫(wen)而熔化(hua)氧化(hua)鎂的(de)(de)方(fang)法(fa)叫做電弧(hu)熔融(rong)(rong)法(fa)。這個(ge)融(rong)(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)一般包括熱的(de)(de)傳(chuan)導、脫水、脫碳、熔化(hua)、析晶、晶體長大(da)(da)等一系列(lie)物(wu)理(li)化(hua)學變化(hua)的(de)(de)過(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)。用(yong)水(shui)鎂(mei)(mei)石作原料有(you)一脫(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)。水(shui)鎂(mei)(mei)石的主要成(cheng)分是(shi)(shi)氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)是(shi)(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)過(guo)(guo)程(cheng)。用菱(ling)鎂礦作(zuo)為原料時有一(yi)個脫碳(tan)(tan)過(guo)(guo)程(cheng)，脫碳(tan)(tan)過(guo)(guo)程(cheng)包(bao)括兩個方面。一(yi)方面是(shi)菱(ling)鎂礦石的熱(re)分解，菱(ling)鎂礦石的主要成分是(shi)碳(tan)(tan)酸(suan)鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于在電熔過程中(zhong)(zhong)(zhong)往往在原(yuan)料氧化(hua)鎂(mei)中(zhong)(zhong)(zhong)加(jia)入石(shi)墨(mo)粉(fen)末添加(jia)物(助(zhu)劑)，在電熔爐起動過程中(zhong)(zhong)(zhong)需在三(san)電極(ji)(石(shi)墨(mo)電極(ji))的下端用石(shi)墨(mo)粉(fen)末鋪成三(san)角(jiao)形或(huo)星形導(dao)線(xian)路，在通電過程中(zhong)(zhong)(zhong)受(shou)熱(re)燒損或(huo)完(wan)全燃燒除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)即氧化(hua)鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離子和氧離子在(zai)強(qiang)電(dian)(dian)弧產生的(de)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)作用下，克(ke)服單晶(jing)(jing)體中的(de)晶(jing)(jing)格能(neng)的(de)束縛(fu)，變成(cheng)能(neng)自由運動的(de)過(guo)程(cheng)。也(ye)就是說，氧化(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)點)就會由固體變成(cheng)液體，叫熔(rong)(rong)化(hua)。在(zai)這一過(guo)程(cheng)中需消耗(hao)大量的(de)電(dian)(dian)能(neng)。據電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)生產者對(dui)用水鎂(mei)(mei)石作原(yuan)料生產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)熱(re)(re)(re)(re)平(ping)衡(heng)的(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)(re)消耗(hao)的(de)比例如下：氧化(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)(jing)體生成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)消耗(hao)值34.9%，渣皮消耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值15.3%，散砂生成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)值3.0%，冷(leng)卻(que)水耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值8.4%，冷(leng)卻(que)爐殼的(de)水耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值7.9%，爐子表面(mian)散熱(re)(re)(re)(re)值6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)(re)值28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損(sun)失值3.2%，從(cong)這些統計數據可以看出，在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)