電(dian)弧熔爐生產(chan)電(dian)熔氧化(hua)鎂的工藝流程主要包括：原料(liao)配(pei)料(liao)、電(dian)弧熔融、破碎、選別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選、分類包裝等(deng)。

(1)原料

我國有豐富的(de)(de)(de)優質菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)，氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量高，又易于(yu)開采(cai)，因此，被廣泛(fan)用作(zuo)電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)原(yuan)料。采(cai)用菱鎂(mei)(mei)石(shi)作(zuo)原(yuan)料，碳酸鎂(mei)(mei)分解產生CO2氣(qi)體，由于(yu)有大量氣(qi)體從爐內排出影響著(zhu)電熔過程的(de)(de)(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化鎂(mei)的(de)(de)(de)結晶(jing)帶的(de)(de)(de)形成(cheng)均(jun)有(you)不利影響(xiang)，由(you)于(yu)(yu)大量(liang)塵料(liao)飛(fei)損，使(shi)物料(liao)損耗(hao)(hao)和能(neng)量(liang)消(xiao)耗(hao)(hao)增(zeng)高，也惡化了車間生產環(huan)境。但由(you)于(yu)(yu)優質菱鎂(mei)礦石容易獲(huo)得，價格很低廉，所以，仍(reng)是我國電熔(rong)氧化鎂(mei)用得最(zui)多最(zui)廣泛的(de)(de)(de)原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)中氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)含量(liang)高低和化(hua)學成分直接影響(xiang)到電熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)，同時在電熔過程(cheng)中也(ye)直接影響(xiang)到電熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)得到的(de)品(pin)級(ji)比(bi)例(li)，因此(ci)，為了保證電熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)和品(pin)級(ji)比(bi)例(li)，必須對各(ge)種礦(kuang)石(shi)進行適當的(de)配比(bi)后進行熔煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)。我國(guo)的(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)的(de)礦源(yuan)非常豐(feng)富，水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)中氧(yang)化鎂(mei)含量高(gao)于(yu)菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)(shi)。它(ta)也是一種制(zhi)造電熔凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的(de)原料，部(bu)分(fen)地區水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)的(de)化學(xue)成分(fen)見表2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)。以輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)作為電熔(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)原料，可以使生產環境得(de)到(dao)改善，可以降低(di)運輸費(fei)用。由于電熔(rong)時排出氣體少，成分也較均勻，對提(ti)高電熔(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)質量有利。

我國有一些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)以輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)球(qiu)料(liao)入(ru)爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)。輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量達(da)到(dao)98%，以此料(liao)能生(sheng)產(chan)出(chu)白色(se)大結晶電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)費用(yong)(yong)高，影響(xiang)生(sheng)產(chan)成(cheng)本。目前，有的(de)廠家采(cai)用(yong)(yong)反(fan)射(she)爐(lu)輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，以一定的(de)粒(li)度加入(ru)熔(rong)爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量比用(yong)(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石好(hao)，成(cheng)本又比用(yong)(yong)球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜，因而得到(dao)了一定的(de)推(tui)廣。

④燒結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)了某些電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特殊要求，有時必須(xu)在電熔(rong)過程(cheng)中采用(yong)(yong)(yong)(yong)燒結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)電熔(rong)原(yuan)料(liao)，如(ru)采用(yong)(yong)(yong)(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)電熔(rong)原(yuan)料(liao)，一般首先利用(yong)(yong)(yong)(yong)處理海(hai)水和(he)石灰乳作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)生產氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒成(cheng)輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)(yong)(yong)其他方法(fa)也可以(yi)制得輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳(xiang)見(jian)工業氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制取方法(fa))，采用(yong)(yong)(yong)(yong)輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)原(yuan)料(liao)生產電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等研究認(ren)為(wei)，極少量的(de)(de)雜(za)(za)質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)(jing)體的(de)(de)雜(za)(za)質(zhi)，可明顯(xian)影響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)長大。因為(wei)雜(za)(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)在于(yu)增加晶(jing)(jing)界(jie)運動所(suo)需的(de)(de)能量。當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)體能量降(jiang)低，其降(jiang)低量與(yu)第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)(heng)截(jie)(jie)面積成(cheng)正比(bi)，所(suo)以(yi)必須(xu)提(ti)高(gao)晶(jing)(jing)界(jie)能，晶(jing)(jing)界(jie)才能離開(kai)第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼續運動。并(bing)且當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)(heng)截(jie)(jie)面積相(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)必須(xu)變形，第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)數量愈多，晶(jing)(jing)粒長大的(de)(de)極限尺寸(cun)愈小。

另一(yi)方面為(wei)了降低(di)電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的顯氣孔率，也應(ying)盡量減少原料(liao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的氣體(ti)排(pai)出(chu)，因此，采用燒(shao)結鎂(mei)砂電(dian)熔有其顯著優點。

⑤電熔氧(yang)化鎂單晶的化學原料(liao)質量要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特(te)性(xing)(xing)是(shi)(shi)同原子(zi)(zi)(zi)和(he)分(fen)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)力學本(ben)性(xing)(xing)如離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)位數值，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)外(wai)層結(jie)(jie)構等相關聯。而氧化(hua)鎂的(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)尺寸、質量和(he)電(dian)荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)陰(yin)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)結(jie)(jie)合特(te)性(xing)(xing)和(he)強度、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極化(hua)作用、結(jie)(jie)晶構造等決定它是(shi)(shi)一高熔點化(hua)合物(wu)。

氧化鎂的熔(rong)點和結構(gou)參(can)數：陽離(li)子半徑0.074mm;陰(yin)離(li)子半徑0.53mm;結構(gou)類型(xing)NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制造(zao)的(de)(de)(de)最重要過程(cheng)是由各(ge)種鎂(mei)(mei)(mei)質原(yuan)料(liao)，通(tong)過各(ge)種形式的(de)(de)(de)加熱(re)方(fang)(fang)法(fa)產生(sheng)高溫使鎂(mei)(mei)(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)，變(bian)成氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)(rong)體。要使氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)(rong)，必(bi)須(xu)消耗大量(liang)的(de)(de)(de)熱(re)能，以克服(fu)離(li)子間的(de)(de)(de)引力。通(tong)過強大電弧產生(sheng)高溫而熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)叫(jiao)做電弧熔(rong)(rong)(rong)融(rong)(rong)法(fa)。這個融(rong)(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)一般(ban)包(bao)括熱(re)的(de)(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體長大等一系列物理(li)化(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)過程(cheng)。

①脫水過(guo)程。用水鎂(mei)石作原料(liao)有一脫水過(guo)程。水鎂(mei)石的主要成(cheng)分是(shi)(shi)氫氧(yang)化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水過(guo)程是(shi)(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過程。用菱鎂(mei)(mei)礦作為原料時有一個脫(tuo)碳(tan)過程，脫(tuo)碳(tan)過程包括兩(liang)個方(fang)面。一方(fang)面是菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)的(de)熱分解，菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)的(de)主要成分是碳(tan)酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由(you)于在(zai)電熔過(guo)程(cheng)中往往在(zai)原料氧化(hua)鎂中加入石墨粉末添加物(wu)(助劑)，在(zai)電熔爐起(qi)動過(guo)程(cheng)中需在(zai)三電極(石墨電極)的下端用石墨粉末鋪成三角形(xing)或(huo)星形(xing)導線路，在(zai)通電過(guo)程(cheng)中受(shou)熱燒損(sun)或(huo)完全燃燒除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子和(he)氧(yang)(yang)離子在強電(dian)弧(hu)產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)能(neng)作用(yong)(yong)下，克服單晶體中(zhong)的(de)(de)(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)(de)(de)束(shu)縛，變成能(neng)自由運(yun)動的(de)(de)(de)(de)過程(cheng)。也(ye)就是說(shuo)，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)加(jia)熱(re)(re)到一(yi)定溫度(熔(rong)點)就會由固體變成液體，叫熔(rong)化(hua)(hua)。在這(zhe)一(yi)過程(cheng)中(zhong)需消耗(hao)大量(liang)的(de)(de)(de)(de)電(dian)能(neng)。據電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產者對用(yong)(yong)水鎂(mei)石作原料生(sheng)產電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)平衡的(de)(de)(de)(de)衡算，熱(re)(re)消耗(hao)的(de)(de)(de)(de)比例如下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)晶體生(sheng)成熱(re)(re)消耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成熱(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)(de)(de)水耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走(zou)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些統(tong)計(ji)數據可以看出，在電(dian)熔(rong)