電弧熔(rong)爐生產電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂的工藝(yi)流程(cheng)主要包括：原料配(pei)料、電弧熔(rong)融、破碎、選(xuan)(xuan)別(bie)、粉(fen)碎、篩別(bie)、磁選(xuan)(xuan)、分類包裝等(deng)。

(1)原料

我國有(you)豐富的(de)優質菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石，氧化鎂(mei)含量(liang)高，又易(yi)于開(kai)采(cai)，因此，被廣泛用作電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧化鎂(mei)的(de)原(yuan)料。采(cai)用菱(ling)鎂(mei)石作原(yuan)料，碳酸鎂(mei)分解產生(sheng)CO2氣體，由于有(you)大(da)量(liang)氣體從爐內排(pai)出影響著電(dian)(dian)熔(rong)(rong)過(guo)程的(de)進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)(dian)熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂的結(jie)晶帶的形成均有不利影(ying)響，由(you)于大量塵料(liao)飛損(sun)，使物料(liao)損(sun)耗(hao)和能量消耗(hao)增高，也惡化(hua)(hua)了車(che)間生產(chan)環境。但由(you)于優質(zhi)菱鎂礦石容易(yi)獲得，價格很低廉(lian)，所(suo)以，仍(reng)是我國電(dian)(dian)熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂用(yong)得最多最廣(guang)泛的原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石(shi)中氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)含量(liang)高低(di)和化(hua)(hua)學(xue)成分直接影(ying)響到電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)(zhi)量(liang)，同時在電熔過(guo)程中也直接影(ying)響到電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)得到的(de)品(pin)(pin)級比例，因(yin)此，為(wei)了保證電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)(zhi)量(liang)和品(pin)(pin)級比例，必須(xu)對(dui)各種礦石(shi)進行適當(dang)的(de)配比后進行熔煉(lian)。

②水鎂(mei)(mei)石(shi)。我國的(de)遼寧省水鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)礦(kuang)源非常(chang)豐(feng)富(fu)，水鎂(mei)(mei)石(shi)中氧化鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)。它也是一種制(zhi)造電熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)原料(liao)，部分(fen)(fen)地區水鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)化學成分(fen)(fen)見表2。

表(biao)2水鎂石的化(hua)學成分/%

③輕(qing)燒氧化鎂。以(yi)輕(qing)燒氧化鎂作為電(dian)熔氧化鎂原料，可以(yi)使生產環境(jing)得到改善，可以(yi)降低運輸費用。由于電(dian)熔時排(pai)出氣(qi)體少，成分也較均勻，對提高(gao)電(dian)熔氧化鎂質量有利(li)。

我國有一(yi)些(xie)電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)以(yi)輕燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)制(zhi)成球(qiu)料(liao)入(ru)爐電熔(rong)(rong)。輕燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)含量(liang)達到98%，以(yi)此(ci)料(liao)能生產出(chu)白色大結晶電熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。但由于成球(qiu)費用(yong)高，影響生產成本。目前，有的(de)廠家采用(yong)反射爐輕燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，以(yi)一(yi)定的(de)粒度加入(ru)熔(rong)(rong)爐電熔(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)質量(liang)比用(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦石好(hao)，成本又(you)比用(yong)球(qiu)料(liao)作(zuo)原料(liao)時便宜(yi)，因而得到了一(yi)定的(de)推廣。

④燒(shao)結(jie)鎂砂(sha)(sha)。為(wei)(wei)(wei)了某些電熔(rong)凝(ning)氧化鎂的(de)(de)(de)特(te)殊要求，有時(shi)必須在(zai)電熔(rong)過程中采用燒(shao)結(jie)鎂砂(sha)(sha)作為(wei)(wei)(wei)電熔(rong)原(yuan)料(liao)，如采用海水(shui)鎂砂(sha)(sha)作為(wei)(wei)(wei)電熔(rong)原(yuan)料(liao)，一(yi)般(ban)首先利用處理海水(shui)和石灰乳作用生(sheng)產氫氧化鎂，將(jiang)氫氧化鎂煅燒(shao)成(cheng)輕燒(shao)氧化鎂。用其(qi)他方法也(ye)可(ke)以(yi)制(zhi)得輕燒(shao)氧化鎂(詳(xiang)見工業氧化鎂的(de)(de)(de)制(zhi)取方法)，采用輕燒(shao)氧化鎂作為(wei)(wei)(wei)原(yuan)料(liao)生(sheng)產電熔(rong)凝(ning)氧化鎂。奧絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)(wei)，極少量(liang)的(de)(de)(de)雜(za)(za)質(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)體(ti)的(de)(de)(de)雜(za)(za)質(zhi)，可(ke)明顯影響晶(jing)粒的(de)(de)(de)長大(da)。因為(wei)(wei)(wei)雜(za)(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作用在(zai)于增加晶(jing)界(jie)運(yun)動所(suo)需的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)。當(dang)(dang)晶(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)體(ti)能(neng)量(liang)降低，其(qi)降低量(liang)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面積成(cheng)正比(bi)，所(suo)以(yi)必須提(ti)高晶(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)才能(neng)離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續(xu)運(yun)動。并且當(dang)(dang)晶(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面積相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)界(jie)必須變(bian)形(xing)，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈(yu)多，晶(jing)粒長大(da)的(de)(de)(de)極限尺寸愈(yu)小。

另一方面(mian)為了降低電熔凝氧化(hua)鎂的(de)顯氣(qi)孔率，也(ye)應盡量減少原(yuan)料氧化(hua)鎂的(de)氣(qi)體排出，因此，采(cai)用燒結(jie)鎂砂電熔有其顯著優點(dian)。

⑤電熔氧(yang)化鎂單晶(jing)的化學原(yuan)料質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些(xie)特(te)性(xing)是(shi)同原(yuan)子(zi)(zi)(zi)和分子(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)力(li)學(xue)本性(xing)如離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)半(ban)徑的(de)尺(chi)寸，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)(dian)位(wei)數值(zhi)，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)外(wai)層結構等相(xiang)關(guan)聯。而氧(yang)化鎂(mei)的(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸、質量和電(dian)(dian)荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)和陰離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)之(zhi)間的(de)結合特(te)性(xing)和強度(du)、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)極(ji)化作用、結晶構造(zao)等決(jue)定它是(shi)一高熔點化合物。

氧化(hua)鎂的熔(rong)點和結構參(can)數：陽離(li)子(zi)半徑(jing)0.074mm;陰離(li)子(zi)半徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂制造的(de)(de)最重(zhong)要過(guo)(guo)(guo)程是由各種鎂質原料，通過(guo)(guo)(guo)各種形式的(de)(de)加熱(re)方法(fa)產(chan)(chan)生高溫使鎂質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變(bian)成氧(yang)化(hua)(hua)鎂熔(rong)體。要使氧(yang)化(hua)(hua)鎂熔(rong)融，必(bi)須消耗大(da)量的(de)(de)熱(re)能，以克服離子間的(de)(de)引(yin)力。通過(guo)(guo)(guo)強大(da)電弧產(chan)(chan)生高溫而熔(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)方法(fa)叫做電弧熔(rong)融法(fa)。這個融化(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)程一般包括熱(re)的(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大(da)等一系列物理(li)化(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)(guo)(guo)程。

①脫(tuo)(tuo)水(shui)過程(cheng)。用水(shui)鎂石(shi)(shi)作原料(liao)有一脫(tuo)(tuo)水(shui)過程(cheng)。水(shui)鎂石(shi)(shi)的主要成分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)(tuo)水(shui)過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程(cheng)(cheng)。用菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)作為原料時有一(yi)個(ge)(ge)脫碳(tan)過程(cheng)(cheng)，脫碳(tan)過程(cheng)(cheng)包括(kuo)兩(liang)個(ge)(ge)方(fang)面。一(yi)方(fang)面是(shi)菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)石的(de)熱分解(jie)，菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)石的(de)主(zhu)要成分是(shi)碳(tan)酸(suan)鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面，由于(yu)在(zai)電(dian)熔過程中(zhong)往往在(zai)原料氧化鎂中(zhong)加入石(shi)墨(mo)粉末(mo)添加物(助劑)，在(zai)電(dian)熔爐起(qi)動過程中(zhong)需在(zai)三(san)電(dian)極(石(shi)墨(mo)電(dian)極)的下端用石(shi)墨(mo)粉末(mo)鋪成三(san)角(jiao)形或(huo)星(xing)形導線路，在(zai)通電(dian)過程中(zhong)受(shou)熱燒損(sun)或(huo)完全燃燒除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過(guo)程。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過(guo)程即氧(yang)(yang)化(hua)鎂中鎂離(li)子和氧(yang)(yang)離(li)子在強電(dian)(dian)弧(hu)產生的熱(re)(re)(re)(re)能作用下，克服(fu)單晶體中的晶格能的束縛，變成能自由運動的過(guo)程。也就(jiu)是說，氧(yang)(yang)化(hua)鎂加(jia)熱(re)(re)(re)(re)到一(yi)定溫度(熔(rong)(rong)(rong)點(dian))就(jiu)會由固體變成液體，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)。在這一(yi)過(guo)程中需消耗大(da)量的電(dian)(dian)能。據(ju)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂生產者對用水鎂石作原料生產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂的熱(re)(re)(re)(re)平衡(heng)的衡(heng)算(suan)，熱(re)(re)(re)(re)消耗的比例如(ru)下：氧(yang)(yang)化(hua)鎂晶體生成熱(re)(re)(re)(re)消耗值(zhi)34.9%，渣皮消耗熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生成熱(re)(re)(re)(re)耗值(zhi)3.0%，冷卻(que)(que)水耗熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻(que)(que)爐殼的水耗熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子表面(mian)散熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能損(sun)失值(zhi)3.2%，從這些統計數據(ju)可以(yi)看出，在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)