電弧(hu)熔(rong)爐生產(chan)電熔(rong)氧(yang)化鎂的工(gong)藝(yi)流程主要(yao)包括：原料配料、電弧(hu)熔(rong)融、破碎、選別、粉碎、篩(shai)別、磁(ci)選、分(fen)類包裝等(deng)。

(1)原料

我國有(you)豐富的優質菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)，氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量高，又易于開(kai)采，因此(ci)，被廣泛用作電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)的原料(liao)。采用菱(ling)鎂(mei)石(shi)作原料(liao)，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣(qi)(qi)體(ti)，由于有(you)大(da)量氣(qi)(qi)體(ti)從爐內排(pai)出(chu)影響著電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂的(de)結晶帶的(de)形成均有不利影響(xiang)，由于大(da)量(liang)塵料(liao)(liao)飛(fei)損，使物料(liao)(liao)損耗(hao)和能量(liang)消(xiao)耗(hao)增高，也(ye)惡化(hua)了車間生(sheng)產環境。但(dan)由于優質菱鎂礦(kuang)石(shi)容易獲得(de)，價格很低廉(lian)，所以，仍是(shi)我國電熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂用得(de)最(zui)(zui)多最(zui)(zui)廣(guang)泛的(de)原料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石中氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)含量高(gao)低和化(hua)學成分直接(jie)影(ying)響到電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質量，同時在電(dian)熔過程中也(ye)直接(jie)影(ying)響到電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)得到的(de)品(pin)級比例，因(yin)此，為了保證電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質量和品(pin)級比例，必須對各種礦(kuang)(kuang)石進行適當(dang)的(de)配比后進行熔煉(lian)。

②水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)。我國的(de)遼寧(ning)省水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)礦源非(fei)常豐(feng)富，水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)中氧化鎂(mei)(mei)含量(liang)高于(yu)菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)(shi)。它也(ye)是一種制造電熔凝(ning)氧化鎂(mei)(mei)的(de)原料，部分地區水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)化學成(cheng)分見表2。

表(biao)2水鎂石的化(hua)學成分/%

③輕(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)。以(yi)輕(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)作為(wei)電(dian)(dian)熔氧化鎂(mei)原料(liao)，可以(yi)使生(sheng)產(chan)環境得到(dao)改善，可以(yi)降低運輸費用。由于電(dian)(dian)熔時排出氣(qi)體少，成(cheng)分也較均勻，對提高電(dian)(dian)熔氧化鎂(mei)質量有利。

我國有一(yi)些(xie)電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)以輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)制成球(qiu)料入(ru)爐電(dian)(dian)熔。輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)氧(yang)化鎂(mei)含量(liang)達到98%，以此(ci)料能生(sheng)產出白色大結晶電(dian)(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)。但(dan)由于(yu)成球(qiu)費用(yong)(yong)高，影響生(sheng)產成本。目前，有的(de)(de)廠(chang)家采用(yong)(yong)反射爐輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)，以一(yi)定(ding)的(de)(de)粒度加入(ru)熔爐電(dian)(dian)熔，電(dian)(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)質量(liang)比用(yong)(yong)菱鎂(mei)礦石好，成本又比用(yong)(yong)球(qiu)料作原料時便宜，因(yin)而得到了(le)一(yi)定(ding)的(de)(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)。為了某些電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)特殊要求，有(you)時(shi)必(bi)須在電(dian)熔(rong)過程中采用(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)作為電(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，如采用(yong)海水鎂(mei)(mei)砂(sha)作為電(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，一(yi)般首(shou)先利(li)用(yong)處理海水和石(shi)灰乳作用(yong)生(sheng)產氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)其他(ta)方法(fa)也可以制得輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)制取(qu)方法(fa))，采用(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作為原(yuan)料(liao)生(sheng)產電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)研究(jiu)認為，極少量的(de)(de)雜(za)質(zhi)(zhi)(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)體(ti)的(de)(de)雜(za)質(zhi)(zhi)(zhi)，可明顯(xian)影響晶(jing)粒的(de)(de)長大(da)。因為雜(za)質(zhi)(zhi)(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作用(yong)在于(yu)增加晶(jing)界(jie)(jie)運動所需的(de)(de)能(neng)(neng)量。當晶(jing)界(jie)(jie)與(yu)(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)體(ti)能(neng)(neng)量降低，其降低量與(yu)(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)(heng)截(jie)面積(ji)成正比，所以必(bi)須提高晶(jing)界(jie)(jie)能(neng)(neng)，晶(jing)界(jie)(jie)才能(neng)(neng)離開第二相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)界(jie)(jie)與(yu)(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，與(yu)(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)(heng)截(jie)面積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)晶(jing)界(jie)(jie)必(bi)須變形，第二相(xiang)(xiang)(xiang)數量愈多，晶(jing)粒長大(da)的(de)(de)極限尺(chi)寸愈小。

另一方面(mian)為了降低電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)顯氣孔(kong)率，也應盡量減少原料氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)氣體(ti)排出，因(yin)此(ci)，采用(yong)燒(shao)結鎂(mei)砂電(dian)(dian)熔有其顯著(zhu)優(you)點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶的化(hua)學原料(liao)質(zhi)量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同(tong)原子(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)力(li)學本(ben)性(xing)如(ru)離(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺(chi)寸(cun)，離(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電位數值，離(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)(zi)外層結(jie)構等(deng)(deng)相(xiang)關聯(lian)。而氧(yang)化鎂的(de)離(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)、質量和(he)電荷、陽離(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)之(zhi)間的(de)結(jie)合(he)特性(xing)和(he)強度、離(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)極化作用、結(jie)晶(jing)構造等(deng)(deng)決(jue)定它(ta)是一(yi)高熔(rong)點化合(he)物。

氧化鎂的熔點(dian)和(he)結構(gou)(gou)參數：陽(yang)離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構(gou)(gou)類型NaCl;配(pei)位(wei)數6;有效配(pei)位(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔凝氧化鎂制造的(de)最重要過(guo)(guo)程是由(you)各種鎂質(zhi)(zhi)原料(liao)，通(tong)過(guo)(guo)各種形式(shi)的(de)加熱(re)(re)方法產生(sheng)高溫使鎂質(zhi)(zhi)材料(liao)(MgO)熔化，變成氧化鎂熔體(ti)。要使氧化鎂熔融(rong)，必須消(xiao)耗(hao)大(da)量的(de)熱(re)(re)能，以克服(fu)離(li)子間的(de)引力。通(tong)過(guo)(guo)強(qiang)大(da)電弧產生(sheng)高溫而熔化氧化鎂的(de)方法叫做電弧熔融(rong)法。這(zhe)個融(rong)化過(guo)(guo)程一般包括(kuo)熱(re)(re)的(de)傳導、脫水、脫碳、熔化、析晶、晶體(ti)長大(da)等一系列物理化學變化的(de)過(guo)(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)(shui)(shui)過(guo)程(cheng)。用水(shui)(shui)(shui)鎂石作原料有一脫(tuo)水(shui)(shui)(shui)過(guo)程(cheng)。水(shui)(shui)(shui)鎂石的主要(yao)成分是氫(qing)氧化鎂Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)水(shui)(shui)(shui)過(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)程(cheng)。用(yong)菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)(kuang)作為(wei)原料(liao)時有一(yi)個(ge)脫碳過(guo)程(cheng)，脫碳過(guo)程(cheng)包(bao)括(kuo)兩(liang)個(ge)方面。一(yi)方面是菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石(shi)的(de)熱分解，菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石(shi)的(de)主要(yao)成分是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由(you)于(yu)在電熔過(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)往(wang)往(wang)在原料氧化鎂中(zhong)(zhong)(zhong)加入(ru)石(shi)(shi)墨粉末添加物(助劑)，在電熔爐起動(dong)過(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)需(xu)在三(san)電極(石(shi)(shi)墨電極)的下端用(yong)石(shi)(shi)墨粉末鋪成三(san)角形(xing)或(huo)星(xing)形(xing)導線路，在通電過(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)受(shou)熱燒(shao)損或(huo)完全燃燒(shao)除(chu)去石(shi)(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。熔化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)即氧化(hua)鎂中鎂離子和(he)氧離子在(zai)(zai)強電(dian)(dian)弧產生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)能(neng)(neng)作用下，克服(fu)單(dan)晶體(ti)(ti)中的(de)晶格能(neng)(neng)的(de)束縛(fu)，變(bian)成能(neng)(neng)自由(you)(you)運動的(de)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。也就(jiu)是(shi)說，氧化(hua)鎂加熱(re)(re)(re)(re)(re)到一定(ding)溫(wen)度(熔點)就(jiu)會(hui)由(you)(you)固體(ti)(ti)變(bian)成液體(ti)(ti)，叫熔化(hua)。在(zai)(zai)這一過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中需消耗(hao)(hao)(hao)大量的(de)電(dian)(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)(dian)熔凝氧化(hua)鎂生(sheng)(sheng)(sheng)產者對(dui)用水鎂石(shi)作原料(liao)生(sheng)(sheng)(sheng)產電(dian)(dian)熔凝氧化(hua)鎂的(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)平衡的(de)衡算(suan)，熱(re)(re)(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)(hao)的(de)比例(li)如(ru)下：氧化(hua)鎂晶體(ti)(ti)生(sheng)(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂(sha)生(sheng)(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)(que)水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)(que)爐殼(ke)的(de)水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散(san)熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據可(ke)以(yi)看出，在(zai)(zai)電(dian)(dian)熔