電(dian)弧熔(rong)爐生產電(dian)熔(rong)氧化鎂的工藝流程主(zhu)要包括：原(yuan)料(liao)配料(liao)、電(dian)弧熔(rong)融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分類包裝等。

(1)原料

我國(guo)有(you)豐富(fu)的優質(zhi)菱鎂礦石(shi)，氧(yang)化(hua)鎂含量(liang)高，又易于(yu)(yu)開采(cai)，因此，被(bei)廣泛用(yong)作電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂的原料(liao)。采(cai)用(yong)菱鎂石(shi)作原料(liao)，碳酸鎂分解產生(sheng)CO2氣體(ti)，由(you)于(yu)(yu)有(you)大量(liang)氣體(ti)從(cong)爐內排出影響著電熔(rong)過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電(dian)(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)的(de)結晶帶(dai)的(de)形(xing)成均有不利影響，由(you)于大量(liang)塵料(liao)飛(fei)損，使(shi)物料(liao)損耗和能量(liang)消耗增高，也惡化(hua)了(le)車間生產環境(jing)。但由(you)于優(you)質菱鎂(mei)礦石容易(yi)獲(huo)得，價格很低廉(lian)，所以(yi)，仍(reng)是(shi)我國(guo)電(dian)(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)用得最(zui)多最(zui)廣(guang)泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石(shi)(shi)中氧化鎂(mei)的(de)(de)含(han)量(liang)高低(di)和(he)化學成(cheng)分(fen)直接影響(xiang)到電熔凝氧化鎂(mei)的(de)(de)質量(liang)，同時在電熔過程中也(ye)直接影響(xiang)到電熔凝氧化鎂(mei)得(de)到的(de)(de)品級比(bi)(bi)例，因(yin)此(ci)，為了保證電熔凝氧化鎂(mei)的(de)(de)質量(liang)和(he)品級比(bi)(bi)例，必須(xu)對各種礦石(shi)(shi)進行適當的(de)(de)配比(bi)(bi)后進行熔煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)。我(wo)國的遼寧(ning)省水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)的礦源非常豐富(fu)，水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)中氧化鎂(mei)含量(liang)高于(yu)菱鎂(mei)礦石(shi)(shi)。它也是一(yi)種(zhong)制造電熔(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)的原料，部分(fen)地區(qu)水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)的化學成分(fen)見(jian)表2。

表2水鎂石(shi)的化學成分/%

③輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂。以輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂作為電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂原料，可以使生產環境(jing)得(de)到改善，可以降低運輸(shu)費(fei)用。由于電(dian)熔時(shi)排出(chu)氣體少，成分也較均勻，對(dui)提(ti)高電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂質量有(you)利(li)。

我國有一(yi)些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)(yi)輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)球(qiu)料入爐(lu)(lu)電(dian)熔(rong)。輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量達(da)到98%，以(yi)(yi)此料能(neng)生(sheng)產(chan)出白色大結晶電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。但(dan)由于成(cheng)球(qiu)費用(yong)(yong)高，影響(xiang)生(sheng)產(chan)成(cheng)本(ben)(ben)。目前(qian)，有的廠家采用(yong)(yong)反射爐(lu)(lu)輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)(yi)一(yi)定(ding)的粒度加入熔(rong)爐(lu)(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的質量比(bi)用(yong)(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本(ben)(ben)又比(bi)用(yong)(yong)球(qiu)料作(zuo)原料時便宜(yi)，因而得到了一(yi)定(ding)的推廣。

④燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)砂。為了(le)某些(xie)電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)特殊要(yao)求，有時必(bi)須在電(dian)(dian)熔(rong)過程中(zhong)采用燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)砂作為電(dian)(dian)熔(rong)原料，如采用海(hai)水(shui)鎂(mei)砂作為電(dian)(dian)熔(rong)原料，一般首先利用處理海(hai)水(shui)和石灰(hui)乳(ru)作用生產(chan)氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)，將氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)煅燒(shao)(shao)成(cheng)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。用其他方法也可以制得輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(詳見工業(ye)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)制取(qu)方法)，采用輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)作為原料生產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究認為，極少量(liang)的(de)(de)雜(za)質氣體(ti)(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)的(de)(de)雜(za)質，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)長大。因為雜(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作用在于增加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)運動所(suo)需的(de)(de)能量(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)能量(liang)降低，其降低量(liang)與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積成(cheng)正(zheng)比，所(suo)以必(bi)須提高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)能，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)才能離(li)開第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續(xu)運動。并(bing)且當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)必(bi)須變形，第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)長大的(de)(de)極限尺寸(cun)愈小。

另一(yi)方面為(wei)了降低電熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)顯氣孔率，也應(ying)盡量減(jian)少原料氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)氣體排出，因此，采(cai)用燒結鎂(mei)(mei)砂電熔有其(qi)顯著優點。

⑤電熔氧化(hua)(hua)鎂單(dan)晶的(de)化(hua)(hua)學原料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是同原子和(he)分(fen)子的(de)量(liang)子力學(xue)本性(xing)如離(li)(li)(li)(li)子半徑的(de)尺寸，離(li)(li)(li)(li)子的(de)電(dian)位數值(zhi)，離(li)(li)(li)(li)子的(de)電(dian)子外(wai)層(ceng)結構等相關聯。而(er)氧化(hua)鎂的(de)離(li)(li)(li)(li)子尺寸、質量(liang)和(he)電(dian)荷、陽離(li)(li)(li)(li)子和(he)陰離(li)(li)(li)(li)子之間的(de)結合特(te)性(xing)和(he)強(qiang)度、離(li)(li)(li)(li)子的(de)極化(hua)作用(yong)、結晶構造等決(jue)定它(ta)是一高熔點化(hua)合物。

氧化鎂的熔(rong)點和結(jie)構(gou)參數(shu)：陽(yang)離子半徑0.074mm;陰(yin)離子半徑0.53mm;結(jie)構(gou)類型NaCl;配位(wei)數(shu)6;有效配位(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)凝(ning)氧化鎂制造(zao)的最重要過(guo)程(cheng)是由各種鎂質原料，通(tong)過(guo)各種形式(shi)的加熱方(fang)(fang)法產生高溫使(shi)鎂質材料(MgO)熔(rong)化，變成氧化鎂熔(rong)體。要使(shi)氧化鎂熔(rong)融，必須消耗大(da)量的熱能，以克服離子間的引力(li)。通(tong)過(guo)強大(da)電弧產生高溫而熔(rong)化氧化鎂的方(fang)(fang)法叫做(zuo)電弧熔(rong)融法。這個融化過(guo)程(cheng)一般包(bao)括熱的傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)化、析晶、晶體長大(da)等一系列物(wu)理化學變化的過(guo)程(cheng)。

①脫水過(guo)程(cheng)。用水鎂(mei)石作(zuo)原料有一脫水過(guo)程(cheng)。水鎂(mei)石的主要成分是氫氧(yang)化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水過(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程(cheng)(cheng)。用菱鎂礦(kuang)(kuang)作為原料時有一(yi)個(ge)脫碳過程(cheng)(cheng)，脫碳過程(cheng)(cheng)包括兩個(ge)方面(mian)。一(yi)方面(mian)是菱鎂礦(kuang)(kuang)石(shi)的(de)(de)熱分解，菱鎂礦(kuang)(kuang)石(shi)的(de)(de)主要成分是碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于(yu)在(zai)電(dian)熔過(guo)程(cheng)中(zhong)往往在(zai)原(yuan)料氧(yang)化鎂(mei)中(zhong)加入石(shi)(shi)墨(mo)粉(fen)末添加物(助(zhu)劑)，在(zai)電(dian)熔爐起動(dong)過(guo)程(cheng)中(zhong)需在(zai)三(san)電(dian)極(石(shi)(shi)墨(mo)電(dian)極)的下端用石(shi)(shi)墨(mo)粉(fen)末鋪成三(san)角(jiao)形(xing)或(huo)(huo)星(xing)形(xing)導線路，在(zai)通電(dian)過(guo)程(cheng)中(zhong)受(shou)熱燒損(sun)或(huo)(huo)完全燃(ran)燒除去石(shi)(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)。熔(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)鎂中鎂離子(zi)和氧(yang)(yang)離子(zi)在強電(dian)弧產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)能(neng)(neng)(neng)作(zuo)用(yong)下(xia)，克(ke)服單晶(jing)體(ti)中的(de)(de)(de)晶(jing)格能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)束縛，變(bian)成能(neng)(neng)(neng)自由運動的(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)。也(ye)就是說，氧(yang)(yang)化(hua)鎂加熱(re)(re)到一(yi)(yi)定溫(wen)度(du)(熔(rong)點(dian))就會由固體(ti)變(bian)成液(ye)體(ti)，叫熔(rong)化(hua)。在這一(yi)(yi)過(guo)程(cheng)(cheng)中需(xu)消(xiao)(xiao)耗(hao)大量的(de)(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)(neng)。據(ju)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂生(sheng)(sheng)產者對用(yong)水(shui)(shui)鎂石作(zuo)原料生(sheng)(sheng)產電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)(de)(de)熱(re)(re)平(ping)衡的(de)(de)(de)衡算，熱(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)的(de)(de)(de)比例(li)如下(xia)：氧(yang)(yang)化(hua)鎂晶(jing)體(ti)生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水(shui)(shui)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼的(de)(de)(de)水(shui)(shui)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表面散(san)熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)(neng)損(sun)失值(zhi)3.2%，從這些統計數據(ju)可以看出，在電(dian)熔(rong)