電(dian)弧熔(rong)爐(lu)生產電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂的工藝流(liu)程主(zhu)要包括：原(yuan)料配料、電(dian)弧熔(rong)融(rong)、破碎、選別、粉碎、篩(shai)別、磁選、分類(lei)包裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有豐富的優質菱鎂(mei)礦石(shi)，氧化鎂(mei)含(han)量高，又易于開采(cai)，因此，被廣泛用作(zuo)電(dian)熔氧化鎂(mei)的原(yuan)料(liao)。采(cai)用菱鎂(mei)石(shi)作(zuo)原(yuan)料(liao)，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣(qi)體(ti)，由于有大量氣(qi)體(ti)從爐內排出影響(xiang)著(zhu)電(dian)熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)的結晶帶的形成均有(you)不(bu)利影響，由(you)(you)于大(da)量塵料(liao)(liao)飛損(sun)，使(shi)物(wu)料(liao)(liao)損(sun)耗和能量消耗增高(gao)，也惡化(hua)(hua)了車間(jian)生產環境。但由(you)(you)于優(you)質菱鎂(mei)礦(kuang)石容易獲(huo)得，價(jia)格很(hen)低廉，所(suo)以，仍是我國電(dian)熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)用得最(zui)多最(zui)廣泛(fan)的原料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石中氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的含量高低和化(hua)(hua)(hua)學(xue)成分直接影響到電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的質(zhi)量，同時在電(dian)熔(rong)(rong)過程中也直接影響到電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)得到的品(pin)級(ji)比例，因此，為了(le)保(bao)證電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的質(zhi)量和品(pin)級(ji)比例，必(bi)須對各種礦石進行適當的配比后進行熔(rong)(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石。我國的(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)礦(kuang)(kuang)源非常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)石中氧(yang)化鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)石。它也是一種制(zhi)造電熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)原料，部(bu)分(fen)地區水(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)化學(xue)成分(fen)見表2。

表2水(shui)鎂石的化學(xue)成分/%

③輕(qing)燒氧化鎂(mei)。以輕(qing)燒氧化鎂(mei)作為電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)原料，可(ke)以使生產(chan)環境得到改(gai)善，可(ke)以降低運輸(shu)費用。由于(yu)電(dian)熔(rong)時排出(chu)氣體少(shao)，成分也(ye)較均勻(yun)，對提高電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)質量(liang)有利。

我國有一些(xie)電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以(yi)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制成球(qiu)(qiu)料(liao)(liao)入爐電(dian)(dian)熔(rong)。輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量達到98%，以(yi)此料(liao)(liao)能生(sheng)產出白色大(da)結晶電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于成球(qiu)(qiu)費用(yong)高，影(ying)響生(sheng)產成本。目前，有的(de)廠家(jia)采用(yong)反射爐輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以(yi)一定的(de)粒(li)度加入熔(rong)爐電(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量比用(yong)菱鎂(mei)礦石好(hao)，成本又比用(yong)球(qiu)(qiu)料(liao)(liao)作原料(liao)(liao)時便宜，因而得到了一定的(de)推廣(guang)。

④燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂(sha)。為了某(mou)些(xie)電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)特(te)(te)殊要求(qiu)，有時(shi)(shi)必(bi)(bi)須(xu)在電熔(rong)(rong)過程中采用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)(zuo)為電熔(rong)(rong)原(yuan)料，如(ru)采用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)(zuo)為電熔(rong)(rong)原(yuan)料，一般(ban)首(shou)先利用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)處(chu)理海水和(he)石(shi)灰乳作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)生產(chan)(chan)氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成(cheng)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)其(qi)他(ta)方法也(ye)可以制得輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)制取方法)，采用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)(zuo)(zuo)為原(yuan)料生產(chan)(chan)電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和(he)拉特(te)(te)爾(Ruttere)等(deng)研究(jiu)認為，極少量(liang)(liang)的(de)(de)(de)雜質氣體(相(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體的(de)(de)(de)雜質，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)長大。因為雜質相(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)在于增加(jia)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界運動所(suo)(suo)需的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界與(yu)(yu)第二相(xiang)相(xiang)遇(yu)(yu)時(shi)(shi)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體能(neng)量(liang)(liang)降低(di)，其(qi)降低(di)量(liang)(liang)與(yu)(yu)第二相(xiang)橫截面積成(cheng)正(zheng)比(bi)，所(suo)(suo)以必(bi)(bi)須(xu)提高晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界才能(neng)離開第二相(xiang)繼續運動。并且當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界與(yu)(yu)第二相(xiang)相(xiang)遇(yu)(yu)時(shi)(shi)，與(yu)(yu)第二相(xiang)橫截面積相(xiang)等(deng)的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界必(bi)(bi)須(xu)變形，第二相(xiang)數量(liang)(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒長大的(de)(de)(de)極限尺寸(cun)愈小。

另一(yi)方面為了降低(di)電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的顯(xian)氣(qi)孔率，也(ye)應盡量減少原(yuan)料氧(yang)化(hua)鎂(mei)的氣(qi)體排出，因此，采用燒結鎂(mei)砂電熔(rong)有其顯(xian)著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學(xue)原料(liao)質(zhi)量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特性是(shi)同原子(zi)(zi)(zi)和分(fen)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)力(li)學本性如離(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺寸，離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)位數值，離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)外層結構等相關聯。而(er)氧化(hua)鎂的(de)(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)尺寸、質量和電(dian)荷(he)、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)和陰離(li)子(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)結合(he)特性和強度、離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極化(hua)作用、結晶構造等決定它是(shi)一(yi)高熔點化(hua)合(he)物(wu)。

氧化鎂的熔點和結構(gou)(gou)參(can)數(shu)：陽離子半(ban)徑0.074mm;陰離子半(ban)徑0.53mm;結構(gou)(gou)類型NaCl;配(pei)位(wei)數(shu)6;有效配(pei)位(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)制造的(de)最重(zhong)要(yao)(yao)過(guo)程(cheng)是(shi)由各種(zhong)鎂(mei)質原料，通(tong)(tong)過(guo)各種(zhong)形式的(de)加熱(re)方法(fa)(fa)產生(sheng)高溫(wen)使(shi)鎂(mei)質材料(MgO)熔化(hua)，變成氧(yang)化(hua)鎂(mei)熔體。要(yao)(yao)使(shi)氧(yang)化(hua)鎂(mei)熔融，必須消耗(hao)大(da)量的(de)熱(re)能(neng)，以克服離子間的(de)引力。通(tong)(tong)過(guo)強大(da)電弧(hu)產生(sheng)高溫(wen)而熔化(hua)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)方法(fa)(fa)叫做電弧(hu)熔融法(fa)(fa)。這個(ge)融化(hua)過(guo)程(cheng)一般包括熱(re)的(de)傳導(dao)、脫水、脫碳、熔化(hua)、析晶、晶體長(chang)大(da)等一系(xi)列物理化(hua)學變化(hua)的(de)過(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)(cheng)。用水(shui)鎂(mei)(mei)石作原料有一(yi)脫(tuo)(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)(cheng)。水(shui)鎂(mei)(mei)石的主要成分(fen)是(shi)氫氧化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過(guo)程。用(yong)菱(ling)鎂礦(kuang)作為(wei)原料(liao)時有一(yi)個脫(tuo)碳過(guo)程，脫(tuo)碳過(guo)程包括兩個方面(mian)。一(yi)方面(mian)是(shi)菱(ling)鎂礦(kuang)石的熱分解，菱(ling)鎂礦(kuang)石的主要成分是(shi)碳酸(suan)鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電(dian)熔(rong)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)往往在(zai)原料(liao)氧(yang)化鎂中(zhong)(zhong)(zhong)加入(ru)石(shi)墨粉(fen)末(mo)添加物(助劑)，在(zai)電(dian)熔(rong)爐起(qi)動過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)需在(zai)三電(dian)極(ji)(石(shi)墨電(dian)極(ji))的下(xia)端用(yong)石(shi)墨粉(fen)末(mo)鋪成三角(jiao)形或(huo)星形導(dao)線路，在(zai)通電(dian)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)受熱燒損或(huo)完全燃燒除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)。熔(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)即氧化(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離子和氧離子在(zai)強電(dian)弧產生(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)能(neng)作用(yong)下，克服(fu)單晶(jing)體中(zhong)的(de)(de)晶(jing)格能(neng)的(de)(de)束縛，變成(cheng)能(neng)自由(you)運動的(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)。也就(jiu)是說(shuo)，氧化(hua)鎂(mei)(mei)加(jia)熱(re)(re)到一定溫度(熔(rong)點)就(jiu)會由(you)固體變成(cheng)液體，叫熔(rong)化(hua)。在(zai)這(zhe)一過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)需消耗(hao)大量的(de)(de)電(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)產者對用(yong)水(shui)鎂(mei)(mei)石作原料生(sheng)產電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)(re)平衡的(de)(de)衡算(suan)，熱(re)(re)消耗(hao)的(de)(de)比例如下：氧化(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)體生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)消耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)(leng)卻(que)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)(leng)卻(que)爐殼(ke)的(de)(de)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子表(biao)面散熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失值(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數據(ju)可以看出，在(zai)電(dian)熔(rong)