電弧(hu)熔(rong)爐(lu)生產(chan)電熔(rong)氧化鎂的工藝(yi)流程主要包括：原(yuan)料配料、電弧(hu)熔(rong)融、破碎、選(xuan)別、粉碎、篩別、磁選(xuan)、分類包裝等。

(1)原料

我國有豐富的(de)優質菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)，氧(yang)化鎂(mei)含量(liang)高(gao)，又易于(yu)開采(cai)，因此，被廣泛用(yong)作(zuo)電熔氧(yang)化鎂(mei)的(de)原(yuan)料(liao)。采(cai)用(yong)菱(ling)鎂(mei)石(shi)作(zuo)原(yuan)料(liao)，碳酸鎂(mei)分(fen)解產生CO2氣體(ti)，由(you)于(yu)有大量(liang)氣體(ti)從爐內排出影響(xiang)著電熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂(mei)的(de)結晶(jing)帶的(de)形成均有不利影響，由(you)于大量塵料(liao)飛損(sun)，使物料(liao)損(sun)耗和能量消耗增高，也惡化了車間(jian)生產環境。但由(you)于優質菱鎂(mei)礦石容(rong)易獲得(de)，價格很低廉，所(suo)以，仍是我國電熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂(mei)用得(de)最(zui)多(duo)最(zui)廣泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石中氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的含量高低(di)和化(hua)(hua)學(xue)成分直(zhi)接影響(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的質量，同時在電(dian)熔(rong)過程(cheng)中也直(zhi)接影響(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)得到(dao)的品(pin)級(ji)比(bi)例，因此，為(wei)了保證電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的質量和品(pin)級(ji)比(bi)例，必(bi)須對(dui)各種礦(kuang)石進行適當(dang)的配比(bi)后進行熔(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)。我國的(de)遼(liao)寧省(sheng)水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)礦源非常豐富(fu)，水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)中(zhong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)(shi)。它也(ye)是一種制造(zao)電熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)原料，部分地區水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)化(hua)(hua)學成分見表2。

表2水鎂石(shi)的(de)化學成分/%

③輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)。以輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)作為電(dian)(dian)熔氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)原料，可(ke)以使生(sheng)產環境得到改善(shan)，可(ke)以降低(di)運輸費用。由(you)于電(dian)(dian)熔時(shi)排(pai)出(chu)氣體少，成分也較均勻，對提高電(dian)(dian)熔氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)質量有利。

我(wo)國有一(yi)些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)以(yi)輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制成(cheng)(cheng)球(qiu)料(liao)入(ru)爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)。輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)含(han)量達到(dao)98%，以(yi)此料(liao)能生產出(chu)白色大結晶(jing)電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)(cheng)球(qiu)費用(yong)(yong)高，影響生產成(cheng)(cheng)本。目前，有的(de)廠(chang)家采用(yong)(yong)反射(she)爐(lu)輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)，以(yi)一(yi)定的(de)粒度加入(ru)熔(rong)爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質量比用(yong)(yong)菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石好(hao)，成(cheng)(cheng)本又比用(yong)(yong)球(qiu)料(liao)作原(yuan)料(liao)時便宜(yi)，因而得到(dao)了一(yi)定的(de)推廣。

④燒(shao)結鎂砂(sha)。為(wei)(wei)(wei)了某些(xie)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂的(de)特殊(shu)要(yao)求，有時(shi)(shi)必須在(zai)電(dian)熔(rong)過(guo)程中(zhong)采(cai)用燒(shao)結鎂砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)料，如采(cai)用海(hai)水鎂砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)料，一(yi)般首先利用處理海(hai)水和石灰乳作(zuo)用生產氫氧(yang)化(hua)鎂，將(jiang)氫氧(yang)化(hua)鎂煅(duan)燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂。用其(qi)(qi)他方法(fa)也(ye)(ye)可以制得輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(詳見工(gong)業氧(yang)化(hua)鎂的(de)制取方法(fa))，采(cai)用輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂作(zuo)為(wei)(wei)(wei)原(yuan)料生產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂。奧絲(si)脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)(wei)，極(ji)(ji)少量(liang)的(de)雜(za)質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)(ye)屬于晶(jing)(jing)(jing)體的(de)雜(za)質(zhi)，可明(ming)顯影響晶(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)長大。因為(wei)(wei)(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)用在(zai)于增加(jia)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)運動所需的(de)能量(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)(shi)，晶(jing)(jing)(jing)體能量(liang)降低，其(qi)(qi)降低量(liang)與(yu)(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面積(ji)成正比(bi)，所以必須提(ti)高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)能，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)才能離(li)開第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)(shi)，與(yu)(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)必須變形，第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)長大的(de)極(ji)(ji)限(xian)尺寸愈(yu)小。

另一方面為了降低(di)電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)的顯氣(qi)(qi)孔率，也應(ying)盡量減少(shao)原(yuan)料氧化(hua)鎂(mei)的氣(qi)(qi)體排出(chu)，因此，采用燒結鎂(mei)砂電(dian)熔有其顯著優點。

⑤電熔氧化鎂(mei)單晶的化學原料(liao)質量要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些(xie)特性是同原子(zi)(zi)(zi)和分子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)力學(xue)本性如離(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)(de)(de)尺(chi)(chi)寸(cun)，離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電位數(shu)值，離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)外(wai)層結(jie)構等(deng)相關聯(lian)。而氧化鎂的(de)(de)(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)尺(chi)(chi)寸(cun)、質量(liang)和電荷、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)和陰離(li)子(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)(de)結(jie)合特性和強度、離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)極化作用、結(jie)晶構造等(deng)決定它是一高(gao)熔(rong)點(dian)化合物(wu)。

氧化鎂(mei)的熔(rong)點和結(jie)(jie)構參數(shu)：陽離(li)子(zi)半徑(jing)0.074mm;陰離(li)子(zi)半徑(jing)0.53mm;結(jie)(jie)構類(lei)型NaCl;配(pei)位數(shu)6;有效配(pei)位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂制造的(de)(de)(de)最重要(yao)過程是由(you)各種(zhong)鎂質原料，通過各種(zhong)形式的(de)(de)(de)加熱方(fang)法(fa)產(chan)(chan)生高溫(wen)使(shi)鎂質材料(MgO)熔(rong)化，變(bian)成氧(yang)(yang)化鎂熔(rong)體。要(yao)使(shi)氧(yang)(yang)化鎂熔(rong)融，必須消耗大量的(de)(de)(de)熱能，以克服離子間的(de)(de)(de)引力。通過強大電弧(hu)產(chan)(chan)生高溫(wen)而熔(rong)化氧(yang)(yang)化鎂的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)叫做電弧(hu)熔(rong)融法(fa)。這個融化過程一(yi)般包(bao)括(kuo)熱的(de)(de)(de)傳導、脫(tuo)(tuo)水(shui)、脫(tuo)(tuo)碳、熔(rong)化、析晶、晶體長大等一(yi)系列(lie)物理化學變(bian)化的(de)(de)(de)過程。

①脫水(shui)過程。用水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)作原(yuan)料有一脫水(shui)過程。水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)的主要成分是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)作為原(yuan)料時(shi)有一個脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)(cheng)包括兩個方(fang)(fang)面(mian)。一方(fang)(fang)面(mian)是菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)的熱(re)分解，菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)的主要成(cheng)分是碳(tan)酸(suan)鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在電熔過程(cheng)中往往在原料氧(yang)化(hua)鎂中加(jia)入石墨(mo)粉(fen)末(mo)添加(jia)物(助(zhu)劑(ji))，在電熔爐起(qi)動過程(cheng)中需在三(san)電極(ji)(石墨(mo)電極(ji))的下端用石墨(mo)粉(fen)末(mo)鋪成三(san)角形或星形導線路，在通電過程(cheng)中受熱燒損或完全燃(ran)燒除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化過(guo)程(cheng)(cheng)。熔(rong)(rong)化過(guo)程(cheng)(cheng)即氧化鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離子(zi)和氧離子(zi)在強電(dian)(dian)弧(hu)產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)熱(re)能作(zuo)用下，克服單(dan)晶體中的(de)晶格能的(de)束縛，變(bian)成能自由運動的(de)過(guo)程(cheng)(cheng)。也就(jiu)是說，氧化鎂(mei)(mei)加熱(re)到一(yi)定溫度(熔(rong)(rong)點)就(jiu)會由固體變(bian)成液體，叫熔(rong)(rong)化。在這(zhe)一(yi)過(guo)程(cheng)(cheng)中需消耗大量(liang)的(de)電(dian)(dian)能。據電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)者對用水鎂(mei)(mei)石作(zuo)原(yuan)料生(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)熱(re)平衡(heng)的(de)衡(heng)算，熱(re)消耗的(de)比例如下：氧化鎂(mei)(mei)晶體生(sheng)(sheng)成熱(re)消耗值(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮消耗熱(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)(sheng)成熱(re)耗值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻(que)水耗熱(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻(que)爐殼(ke)的(de)水耗熱(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散(san)熱(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能損(sun)失值(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計(ji)數據可(ke)以(yi)看出(chu)，在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)