電弧(hu)熔(rong)爐生產電熔(rong)氧化鎂的(de)工(gong)藝流(liu)程主要包(bao)括：原料配(pei)料、電弧(hu)熔(rong)融(rong)、破碎、選(xuan)別、粉(fen)碎、篩別、磁選(xuan)、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐(feng)富(fu)的(de)優質菱鎂(mei)礦(kuang)石，氧化鎂(mei)含量(liang)高，又(you)易于(yu)開采(cai)，因此，被廣泛用(yong)作(zuo)電熔氧化鎂(mei)的(de)原(yuan)(yuan)料。采(cai)用(yong)菱鎂(mei)石作(zuo)原(yuan)(yuan)料，碳酸鎂(mei)分解產(chan)生CO2氣體，由于(yu)有大量(liang)氣體從爐內排出影響著電熔過程(cheng)的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化鎂的結晶帶(dai)的形成均有不利影響，由于大量塵料飛損，使物料損耗和(he)能量消耗增高，也惡化了車間生產環境。但由于優質菱鎂礦(kuang)石(shi)容易獲得，價格很低(di)廉，所以(yi)，仍是(shi)我國電熔氧(yang)化鎂用得最多最廣泛的原料。

(2)配料

①菱鎂礦。菱鎂礦石(shi)中氧(yang)化(hua)鎂的含(han)量高低和化(hua)學成分直接(jie)影響到電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂的質(zhi)量，同時在電熔過程中也(ye)直接(jie)影響到電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂得到的品(pin)級比例，因此，為了保證電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂的質(zhi)量和品(pin)級比例，必須對各種(zhong)礦石(shi)進行(xing)適當的配比后進行(xing)熔煉。

②水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)。我國的(de)(de)遼寧省水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)(de)礦(kuang)源非常豐富，水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)中氧化鎂(mei)(mei)含量高于(yu)菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)。它也是(shi)一種制(zhi)造電熔凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)(de)原(yuan)料，部分(fen)地區水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)(de)化學成分(fen)見表2。

表2水鎂石的化(hua)學成分/%

③輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。以(yi)輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作為電熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)原(yuan)料，可以(yi)使生(sheng)產環境得到改(gai)善(shan)，可以(yi)降(jiang)低運輸(shu)費(fei)用。由于電熔(rong)時(shi)排出氣體(ti)少，成分也較均勻，對提高(gao)電熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)質量(liang)有利。

我(wo)國有一些電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)以輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)制成(cheng)球(qiu)料入爐電(dian)熔。輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量達到98%，以此料能生產出白色大結晶(jing)電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)。但由(you)于成(cheng)球(qiu)費用(yong)(yong)(yong)高，影(ying)響(xiang)生產成(cheng)本。目前，有的廠家采用(yong)(yong)(yong)反射(she)爐輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)，以一定的粒度加入熔爐電(dian)熔，電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)的質量比(bi)用(yong)(yong)(yong)菱鎂(mei)礦石好，成(cheng)本又比(bi)用(yong)(yong)(yong)球(qiu)料作原料時便宜，因而得到了(le)一定的推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)了某些(xie)電(dian)(dian)熔凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)特(te)殊要求(qiu)，有時必(bi)須在電(dian)(dian)熔過程中采用(yong)(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)(dian)熔原料，如采用(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)(dian)熔原料，一般首(shou)先(xian)利用(yong)(yong)處理海水和石(shi)灰(hui)乳作(zuo)用(yong)(yong)生產氫(qing)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將(jiang)氫(qing)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕(qing)燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他(ta)方法(fa)也可以制得輕(qing)燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳(xiang)見工業氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)制取(qu)方法(fa))，采用(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原料生產電(dian)(dian)熔凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)，極(ji)少量的(de)(de)(de)雜質(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)(de)雜質(zhi)，可明顯影(ying)響晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)(de)長(chang)大。因為(wei)(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)在于增加晶(jing)(jing)(jing)(jing)界運動所需(xu)的(de)(de)(de)能(neng)量。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)能(neng)量降低，其降低量與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積(ji)成正比(bi)，所以必(bi)須提高晶(jing)(jing)(jing)(jing)界能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界才(cai)能(neng)離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動。并且當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界必(bi)須變(bian)形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量愈(yu)多(duo)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)長(chang)大的(de)(de)(de)極(ji)限(xian)尺寸愈(yu)小(xiao)。

另(ling)一(yi)方面為了降(jiang)低電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的顯氣孔率，也應盡量減少原料氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的氣體排出，因此，采用燒結鎂(mei)(mei)砂電(dian)熔(rong)(rong)有(you)其顯著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是同原子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)力學本性如離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺寸，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)位數值，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)外層結構等(deng)相關聯。而氧化(hua)(hua)鎂的(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸、質量和(he)電(dian)荷(he)、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)之(zhi)間的(de)結合特(te)性和(he)強度、離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)極化(hua)(hua)作(zuo)用、結晶構造等(deng)決定它是一高熔點(dian)化(hua)(hua)合物。

氧(yang)化(hua)鎂的熔點和結構參數：陽離(li)子半徑0.074mm;陰離(li)子半徑0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)位(wei)數6;有效配(pei)位(wei)數8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂制造的(de)(de)(de)(de)最重要過程是由各(ge)種(zhong)鎂質原(yuan)料(liao)，通(tong)過各(ge)種(zhong)形式的(de)(de)(de)(de)加熱方法(fa)產生高(gao)(gao)溫使鎂質材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)，變成(cheng)氧(yang)化(hua)(hua)鎂熔(rong)(rong)體。要使氧(yang)化(hua)(hua)鎂熔(rong)(rong)融，必須消(xiao)耗大量的(de)(de)(de)(de)熱能，以克服離子間的(de)(de)(de)(de)引力(li)。通(tong)過強大電弧產生高(gao)(gao)溫而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)(de)方法(fa)叫做電弧熔(rong)(rong)融法(fa)。這個融化(hua)(hua)過程一般包括熱的(de)(de)(de)(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體長(chang)大等一系(xi)列物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)過程。

①脫水(shui)(shui)過程。用水(shui)(shui)鎂(mei)石作原料(liao)有(you)一脫水(shui)(shui)過程。水(shui)(shui)鎂(mei)石的主要成(cheng)分(fen)是(shi)氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)(shui)過程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)過程。用菱(ling)鎂(mei)礦作(zuo)為原料時有(you)一(yi)個脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)過程，脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)過程包括兩個方(fang)面。一(yi)方(fang)面是菱(ling)鎂(mei)礦石的(de)熱分(fen)解，菱(ling)鎂(mei)礦石的(de)主要成(cheng)分(fen)是碳(tan)(tan)酸(suan)鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)(zai)電(dian)(dian)(dian)熔過(guo)程中(zhong)往往在(zai)(zai)原料(liao)氧化鎂中(zhong)加(jia)入石(shi)墨粉(fen)末添加(jia)物(wu)(助劑)，在(zai)(zai)電(dian)(dian)(dian)熔爐起動過(guo)程中(zhong)需在(zai)(zai)三電(dian)(dian)(dian)極(石(shi)墨電(dian)(dian)(dian)極)的下端用石(shi)墨粉(fen)末鋪(pu)成(cheng)三角形或星(xing)形導線路，在(zai)(zai)通電(dian)(dian)(dian)過(guo)程中(zhong)受熱燒損或完全燃燒除(chu)去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過(guo)(guo)程。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過(guo)(guo)程即氧(yang)化(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子和氧(yang)離子在強電弧(hu)產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)能作用下，克服單(dan)晶體中的(de)(de)(de)(de)晶格能的(de)(de)(de)(de)束縛，變(bian)成能自由運(yun)動的(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)程。也就是說，氧(yang)化(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)(re)到(dao)一定溫度(熔(rong)(rong)(rong)點)就會由固體變(bian)成液(ye)體，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)。在這(zhe)一過(guo)(guo)程中需消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)大量的(de)(de)(de)(de)電能。據(ju)電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)產者(zhe)對用水鎂(mei)石作原料(liao)生(sheng)(sheng)產電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)平衡的(de)(de)(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)比(bi)例如下：氧(yang)化(hua)鎂(mei)晶體生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣(zha)皮消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)卻(que)(que)水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻(que)(que)爐殼的(de)(de)(de)(de)水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子表面散(san)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電能損失值(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數據(ju)可以看出，在電熔(rong)(rong)(rong)