電弧(hu)熔爐生產電熔氧化鎂的工藝流程主要包(bao)(bao)括：原料配(pei)料、電弧(hu)熔融、破碎、選(xuan)別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選(xuan)、分(fen)類包(bao)(bao)裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富的(de)優(you)質菱(ling)鎂礦(kuang)石，氧化鎂含量高，又易于開采，因此(ci)，被廣泛用作(zuo)(zuo)電熔氧化鎂的(de)原料(liao)。采用菱(ling)鎂石作(zuo)(zuo)原料(liao)，碳酸鎂分解產(chan)生CO2氣體，由(you)于有(you)大量氣體從(cong)爐(lu)內排出影響著電熔過(guo)程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂(mei)的結晶(jing)帶的形成均有(you)不利(li)影響，由(you)于(yu)大量塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗和能量消耗增高，也(ye)惡化了車間(jian)生(sheng)產環境。但(dan)由(you)于(yu)優質菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)容易獲得(de)，價格(ge)很(hen)低廉(lian)，所以，仍是我國(guo)電熔氧化鎂(mei)用得(de)最多最廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)中氧化(hua)鎂(mei)的(de)含量高低和化(hua)學(xue)成分直(zhi)接影響到(dao)電(dian)(dian)熔凝(ning)(ning)氧化(hua)鎂(mei)的(de)質量，同(tong)時在電(dian)(dian)熔過程(cheng)中也直(zhi)接影響到(dao)電(dian)(dian)熔凝(ning)(ning)氧化(hua)鎂(mei)得到(dao)的(de)品級比例，因此，為了保證電(dian)(dian)熔凝(ning)(ning)氧化(hua)鎂(mei)的(de)質量和品級比例，必(bi)須對各(ge)種(zhong)礦(kuang)石(shi)進行適(shi)當的(de)配比后(hou)進行熔煉(lian)。

②水(shui)(shui)鎂石(shi)(shi)。我國(guo)的(de)遼寧省水(shui)(shui)鎂石(shi)(shi)的(de)礦源非常豐富(fu)，水(shui)(shui)鎂石(shi)(shi)中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂含(han)量(liang)高于菱鎂礦石(shi)(shi)。它也(ye)是(shi)一種(zhong)制造電熔凝氧(yang)化(hua)鎂的(de)原料，部分(fen)地(di)區水(shui)(shui)鎂石(shi)(shi)的(de)化(hua)學成分(fen)見表2。

表2水鎂石的化(hua)學成分(fen)/%

③輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。以(yi)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)作為電(dian)(dian)(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)原(yuan)料，可以(yi)使生產環(huan)境得到改善，可以(yi)降低運輸(shu)費用。由于電(dian)(dian)(dian)熔時(shi)排出(chu)氣體少，成分也(ye)較均勻(yun)，對提(ti)高電(dian)(dian)(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)質量(liang)有利。

我國有(you)一(yi)些電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂以輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂制成球(qiu)(qiu)料(liao)入爐(lu)(lu)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)。輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂含量(liang)達到98%，以此料(liao)能生產(chan)出白色大(da)結(jie)晶(jing)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂。但由于成球(qiu)(qiu)費用高(gao)，影響生產(chan)成本(ben)。目(mu)前(qian)，有(you)的(de)廠家采用反射(she)爐(lu)(lu)輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂，以一(yi)定的(de)粒度加(jia)入熔(rong)爐(lu)(lu)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)質量(liang)比用菱鎂礦(kuang)石好，成本(ben)又比用球(qiu)(qiu)料(liao)作(zuo)原料(liao)時便宜，因而得(de)到了一(yi)定的(de)推廣。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為了某些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)特(te)殊要求，有(you)時(shi)必須在電(dian)(dian)熔(rong)過程中采用(yong)(yong)燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，如采用(yong)(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，一般首先利用(yong)(yong)處理海(hai)水和石灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)生產氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成(cheng)輕(qing)(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方法(fa)也(ye)可(ke)以制得輕(qing)(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)制取(qu)方法(fa))，采用(yong)(yong)輕(qing)(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為原(yuan)料(liao)生產電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和拉(la)特(te)爾(Ruttere)等研究認(ren)為，極(ji)少量(liang)的(de)雜質(zhi)(zhi)氣(qi)體(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)體的(de)雜質(zhi)(zhi)，可(ke)明顯影響(xiang)晶(jing)粒的(de)長大。因為雜質(zhi)(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)在于增(zeng)加晶(jing)界(jie)運(yun)動所需的(de)能(neng)(neng)量(liang)。當晶(jing)界(jie)與第二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)體能(neng)(neng)量(liang)降(jiang)低，其降(jiang)低量(liang)與第二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積(ji)成(cheng)正比(bi)，所以必須提高晶(jing)界(jie)能(neng)(neng)，晶(jing)界(jie)才能(neng)(neng)離開(kai)第二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并且當晶(jing)界(jie)與第二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，與第二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)界(jie)必須變形，第二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)愈(yu)多(duo)，晶(jing)粒長大的(de)極(ji)限尺寸(cun)愈(yu)小。

另一(yi)方(fang)面為了降(jiang)低電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)的顯(xian)氣孔率，也應盡量減少原料氧化(hua)鎂(mei)的氣體(ti)排出，因此，采用燒(shao)結鎂(mei)砂(sha)電(dian)(dian)熔(rong)有其顯(xian)著優點。

⑤電熔氧化鎂(mei)單晶的化學(xue)原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特性是(shi)同(tong)原子(zi)(zi)(zi)(zi)和分子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)(zi)力學本性如離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)半(ban)徑的(de)(de)尺寸(cun)，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)位數值(zhi)，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)外層(ceng)結(jie)構等相關聯(lian)。而氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸(cun)、質量和電(dian)荷、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和陰離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)結(jie)合特性和強度(du)、離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極(ji)化(hua)作用、結(jie)晶(jing)構造等決定它是(shi)一高熔(rong)點化(hua)合物(wu)。

氧化(hua)鎂(mei)的熔(rong)點(dian)和結構參數：陽(yang)離子(zi)半徑0.074mm;陰(yin)離子(zi)半徑0.53mm;結構類型NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)2800℃。

電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制(zhi)造的(de)最(zui)重要(yao)過程(cheng)(cheng)(cheng)是由各(ge)種(zhong)鎂(mei)質原料，通過各(ge)種(zhong)形式的(de)加熱(re)(re)方法(fa)產生(sheng)高溫使鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成(cheng)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體(ti)。要(yao)使氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融(rong)，必(bi)須消耗大量的(de)熱(re)(re)能，以克服離子間的(de)引(yin)力。通過強大電(dian)(dian)(dian)弧產生(sheng)高溫而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)方法(fa)叫(jiao)做(zuo)電(dian)(dian)(dian)弧熔(rong)(rong)融(rong)法(fa)。這個融(rong)化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)(cheng)一(yi)般(ban)包(bao)括(kuo)熱(re)(re)的(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)長大等一(yi)系列(lie)物理化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的(de)過程(cheng)(cheng)(cheng)。

①脫水(shui)過程。用水(shui)鎂石作原(yuan)料(liao)有一脫水(shui)過程。水(shui)鎂石的主要成分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)。用菱鎂礦作為原(yuan)料時(shi)有一(yi)個(ge)脫(tuo)(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)，脫(tuo)(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)包括兩(liang)個(ge)方面。一(yi)方面是菱鎂礦石(shi)的熱分解，菱鎂礦石(shi)的主要(yao)成分是碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面(mian)，由(you)于在電(dian)熔過(guo)程中(zhong)往(wang)往(wang)在原料氧化鎂中(zhong)加入石墨(mo)(mo)粉末添加物(wu)(助劑(ji))，在電(dian)熔爐起動(dong)過(guo)程中(zhong)需在三電(dian)極(ji)(石墨(mo)(mo)電(dian)極(ji))的下端用石墨(mo)(mo)粉末鋪成(cheng)三角形或星(xing)形導線路，在通電(dian)過(guo)程中(zhong)受熱燒損或完全(quan)燃燒除去石墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)過程。熔化(hua)過程即氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離子(zi)和氧(yang)離子(zi)在強電(dian)(dian)弧產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)能(neng)作(zuo)用(yong)下(xia)(xia)，克服單(dan)晶(jing)體中(zhong)的(de)(de)(de)晶(jing)格能(neng)的(de)(de)(de)束縛，變成(cheng)能(neng)自(zi)由運動(dong)的(de)(de)(de)過程。也(ye)就是說(shuo)，氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)到一定(ding)溫度(du)(熔點)就會由固體變成(cheng)液體，叫(jiao)熔化(hua)。在這一過程中(zhong)需(xu)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)大量的(de)(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)。據電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)產(chan)者對用(yong)水(shui)鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料生(sheng)產(chan)電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)熱(re)平(ping)衡(heng)的(de)(de)(de)衡(heng)算(suan)，熱(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)比(bi)例如(ru)下(xia)(xia)：氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)體生(sheng)成(cheng)熱(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成(cheng)熱(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼(ke)的(de)(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散(san)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損(sun)失(shi)值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這些統計數據可以看出，在電(dian)(dian)熔