電弧熔(rong)爐生產電熔(rong)氧(yang)化鎂的工藝流(liu)程主(zhu)要包(bao)括：原料配料、電弧熔(rong)融、破碎、選(xuan)別、粉(fen)碎、篩別、磁選(xuan)、分類包(bao)裝等(deng)。

(1)原料

我國有豐富的(de)(de)優質菱(ling)鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量(liang)(liang)高，又易于開采(cai)，因此，被廣泛用(yong)作(zuo)電(dian)熔氧化鎂(mei)的(de)(de)原(yuan)料。采(cai)用(yong)菱(ling)鎂(mei)石作(zuo)原(yuan)料，碳酸鎂(mei)分(fen)解產生CO2氣(qi)體(ti)，由于有大(da)量(liang)(liang)氣(qi)體(ti)從爐內(nei)排(pai)出影響著(zhu)電(dian)熔過程的(de)(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化(hua)鎂的(de)結晶帶的(de)形成均(jun)有不(bu)利影響，由于(yu)大(da)量(liang)(liang)塵(chen)料(liao)飛損，使物料(liao)損耗和能(neng)量(liang)(liang)消耗增(zeng)高，也(ye)惡(e)化(hua)了車(che)間生產環(huan)境(jing)。但由于(yu)優質菱鎂礦石(shi)容易獲(huo)得(de)，價格很低(di)廉，所以，仍是我國電熔(rong)氧化(hua)鎂用得(de)最多最廣(guang)泛的(de)原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱鎂礦。菱鎂礦石(shi)中氧(yang)化鎂的(de)(de)(de)含(han)量(liang)高低和化學成分直接影響到(dao)(dao)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂的(de)(de)(de)質量(liang)，同時在電(dian)熔(rong)過程中也直接影響到(dao)(dao)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂得到(dao)(dao)的(de)(de)(de)品(pin)級比例，因此，為了保證電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂的(de)(de)(de)質量(liang)和品(pin)級比例，必須對(dui)各種礦石(shi)進(jin)行適(shi)當的(de)(de)(de)配比后進(jin)行熔(rong)煉(lian)。

②水鎂(mei)(mei)(mei)石。我國的(de)遼寧省(sheng)水鎂(mei)(mei)(mei)石的(de)礦源非常(chang)豐富，水鎂(mei)(mei)(mei)石中氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石。它(ta)也是一種制(zhi)造電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)原(yuan)料，部分(fen)地區水鎂(mei)(mei)(mei)石的(de)化(hua)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)。以輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作為電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)原料，可以使生產環境(jing)得到(dao)改(gai)善(shan)，可以降低運(yun)輸費用。由于電熔時(shi)排出氣體(ti)少(shao)，成分(fen)也(ye)較均勻，對(dui)提高(gao)電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)質量(liang)有利(li)。

我國有(you)一(yi)些電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)以(yi)輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)制成(cheng)球料(liao)入(ru)爐電熔(rong)(rong)(rong)。輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)含(han)量(liang)達到(dao)(dao)98%，以(yi)此料(liao)能生產出白(bai)色大結晶電熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)。但由(you)于成(cheng)球費用(yong)高，影響生產成(cheng)本。目(mu)前，有(you)的(de)(de)(de)(de)廠家采(cai)用(yong)反射爐輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)，以(yi)一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)粒度加入(ru)熔(rong)(rong)(rong)爐電熔(rong)(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)比(bi)用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)好，成(cheng)本又比(bi)用(yong)球料(liao)作原料(liao)時便宜，因而得(de)到(dao)(dao)了一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)推廣(guang)。

④燒(shao)結鎂(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了某些(xie)電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)特殊要求，有時必須在電熔(rong)過程中采用(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電熔(rong)原料(liao)(liao)，如采用(yong)(yong)海水(shui)鎂(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電熔(rong)原料(liao)(liao)，一般首先利用(yong)(yong)處(chu)理海水(shui)和石(shi)灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)生產(chan)(chan)氫(qing)(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，將(jiang)氫(qing)(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)煅燒(shao)成(cheng)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)其他方法也可以(yi)制(zhi)得輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(詳(xiang)見工業氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)制(zhi)取方法)，采用(yong)(yong)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)原料(liao)(liao)生產(chan)(chan)電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研(yan)究認為(wei)(wei)，極少量(liang)的(de)(de)(de)雜(za)質氣(qi)體(相(xiang)(xiang))也屬于(yu)(yu)晶(jing)(jing)(jing)體的(de)(de)(de)雜(za)質，可明顯(xian)影響(xiang)晶(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)(de)長大(da)。因為(wei)(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)在于(yu)(yu)增加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)運動所需的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)體能(neng)量(liang)降(jiang)(jiang)低(di)，其降(jiang)(jiang)低(di)量(liang)與(yu)第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積成(cheng)正(zheng)比，所以(yi)必須提高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)才(cai)能(neng)離開第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積相(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)必須變形，第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)愈多(duo)，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)長大(da)的(de)(de)(de)極限(xian)尺寸愈小(xiao)。

另一(yi)方(fang)面為了(le)降低電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)的顯(xian)氣(qi)(qi)孔(kong)率(lv)，也(ye)應盡量減(jian)少原(yuan)料氧化鎂(mei)的氣(qi)(qi)體排出，因此，采用(yong)燒結鎂(mei)砂電(dian)熔(rong)(rong)有其顯(xian)著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶(jing)的化學原料(liao)質量要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特(te)性(xing)是同原子和分子的量子力學本性(xing)如離(li)(li)子半徑的尺寸，離(li)(li)子的電位數值，離(li)(li)子的電子外層結(jie)構等(deng)相關聯(lian)。而氧化(hua)鎂的離(li)(li)子尺寸、質量和電荷、陽離(li)(li)子和陰離(li)(li)子之間的結(jie)合(he)特(te)性(xing)和強度、離(li)(li)子的極化(hua)作用、結(jie)晶構造等(deng)決定它是一高(gao)熔點化(hua)合(he)物。

氧化(hua)鎂的(de)熔點和結構參數(shu)：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)(pei)位數(shu)6;有效配(pei)(pei)位數(shu)8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂制造的(de)最(zui)重要過(guo)程(cheng)(cheng)是由各(ge)種(zhong)鎂質(zhi)原料，通過(guo)各(ge)種(zhong)形式的(de)加(jia)熱方法(fa)產(chan)生(sheng)(sheng)高溫使鎂質(zhi)材料(MgO)熔化(hua)(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)(hua)鎂熔體。要使氧化(hua)(hua)(hua)鎂熔融，必須消耗(hao)大量(liang)的(de)熱能，以克(ke)服離(li)子間的(de)引力。通過(guo)強大電弧(hu)產(chan)生(sheng)(sheng)高溫而(er)熔化(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)方法(fa)叫做電弧(hu)熔融法(fa)。這個融化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)一般包括熱的(de)傳導、脫水、脫碳、熔化(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體長大等一系(xi)列物理化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的(de)過(guo)程(cheng)(cheng)。

①脫(tuo)(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)。用(yong)水(shui)鎂(mei)石(shi)作原料有一(yi)脫(tuo)(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)。水(shui)鎂(mei)石(shi)的主要成分是氫氧(yang)化鎂(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)。用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦作為原料時有一(yi)個脫碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)，脫碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)包括兩個方面。一(yi)方面是菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)(shi)的熱分解，菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)(shi)的主要成分是碳(tan)(tan)酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于在(zai)電熔(rong)過(guo)(guo)(guo)程中往(wang)(wang)往(wang)(wang)在(zai)原料氧(yang)化(hua)鎂中加(jia)入石墨(mo)粉末(mo)添(tian)加(jia)物(wu)(助劑(ji))，在(zai)電熔(rong)爐起(qi)動過(guo)(guo)(guo)程中需在(zai)三電極(石墨(mo)電極)的下端用(yong)石墨(mo)粉末(mo)鋪成(cheng)三角形(xing)或(huo)星(xing)形(xing)導線路，在(zai)通電過(guo)(guo)(guo)程中受熱燒損或(huo)完全燃燒除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)即(ji)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離(li)子(zi)和氧(yang)離(li)子(zi)在(zai)強電(dian)弧產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)熱能作(zuo)用下(xia)，克服單晶體(ti)中的(de)(de)(de)(de)晶格能的(de)(de)(de)(de)束縛，變(bian)成能自由運動的(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)。也就(jiu)是(shi)說(shuo)，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)加熱到一定溫(wen)度(熔(rong)(rong)點)就(jiu)會由固(gu)體(ti)變(bian)成液體(ti)，叫(jiao)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)。在(zai)這一過(guo)(guo)程(cheng)中需消(xiao)耗大量(liang)的(de)(de)(de)(de)電(dian)能。據電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產者對用水鎂(mei)石作(zuo)原料生(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)熱平衡的(de)(de)(de)(de)衡算，熱消(xiao)耗的(de)(de)(de)(de)比例如下(xia)：氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)晶體(ti)生(sheng)成熱消(xiao)耗值34.9%，渣(zha)皮消(xiao)耗熱值15.3%，散砂(sha)生(sheng)成熱耗值3.0%，冷(leng)卻(que)(que)水耗熱值8.4%，冷(leng)卻(que)(que)爐(lu)殼的(de)(de)(de)(de)水耗熱值7.9%，爐(lu)子(zi)表面散熱值6.4%，煙氣(qi)帶走熱值28.8%。電(dian)能損失值3.2%，從這些統(tong)計(ji)數(shu)據可(ke)以看(kan)出，在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)