電弧(hu)熔(rong)爐生產(chan)電熔(rong)氧(yang)化鎂的工藝流(liu)程主要包括：原(yuan)料配料、電弧(hu)熔(rong)融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分(fen)類包裝等(deng)。

(1)原料

我國有豐富的優質菱(ling)鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量(liang)高，又易于開采，因此，被廣(guang)泛用(yong)作電熔氧化鎂(mei)的原(yuan)料(liao)。采用(yong)菱(ling)鎂(mei)石作原(yuan)料(liao)，碳酸鎂(mei)分解產生(sheng)CO2氣體(ti)(ti)，由于有大量(liang)氣體(ti)(ti)從爐內排出影響著(zhu)電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂的(de)結晶帶的(de)形成(cheng)均有不利(li)影響，由于大量(liang)(liang)塵料(liao)(liao)飛損，使物料(liao)(liao)損耗和能量(liang)(liang)消耗增高(gao)，也惡化(hua)了車(che)間生產環(huan)境(jing)。但由于優質菱鎂礦石容易(yi)獲得，價格(ge)很(hen)低廉，所以，仍是(shi)我國電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂用得最(zui)多最(zui)廣泛的(de)原料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石中氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的含量高(gao)低和化學成分直接影響(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的質量，同時在電(dian)熔(rong)過程中也(ye)直接影響(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)得到(dao)的品級比(bi)(bi)例，因(yin)此(ci)，為了保證電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的質量和品級比(bi)(bi)例，必須對各種礦(kuang)石進(jin)行適當的配比(bi)(bi)后進(jin)行熔(rong)煉。

②水(shui)(shui)(shui)鎂石(shi)。我國的遼(liao)寧(ning)省(sheng)水(shui)(shui)(shui)鎂石(shi)的礦(kuang)源非常豐富，水(shui)(shui)(shui)鎂石(shi)中氧化鎂含(han)量高于菱鎂礦(kuang)石(shi)。它也是一種制(zhi)造電熔凝氧化鎂的原料，部分(fen)地區水(shui)(shui)(shui)鎂石(shi)的化學成(cheng)分(fen)見表2。

表2水鎂石(shi)的化(hua)學成分/%

③輕(qing)燒氧化鎂。以輕(qing)燒氧化鎂作為電(dian)熔氧化鎂原(yuan)料，可(ke)以使(shi)生產環境得到改善，可(ke)以降低運輸費用。由于電(dian)熔時排出氣體少，成分(fen)也較均勻，對(dui)提(ti)高電(dian)熔氧化鎂質量有利。

我國(guo)有(you)一些電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)以輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)制(zhi)成(cheng)(cheng)球料(liao)入爐(lu)(lu)電(dian)熔(rong)。輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量達到98%，以此(ci)料(liao)能生(sheng)產出白色大結晶電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成(cheng)(cheng)球費用高(gao)，影響生(sheng)產成(cheng)(cheng)本(ben)。目前，有(you)的(de)(de)廠家采用反(fan)射爐(lu)(lu)輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)，以一定(ding)的(de)(de)粒度加入熔(rong)爐(lu)(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質(zhi)量比(bi)(bi)用菱鎂(mei)(mei)礦石好(hao)，成(cheng)(cheng)本(ben)又比(bi)(bi)用球料(liao)作原料(liao)時(shi)便宜(yi)，因而得到了(le)一定(ding)的(de)(de)推廣(guang)。

④燒結(jie)鎂(mei)(mei)砂。為(wei)了某些電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)特(te)殊要求(qiu)，有時必(bi)須在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)過程(cheng)中采(cai)用(yong)燒結(jie)鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)(yuan)(yuan)料，如采(cai)用(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)(yuan)(yuan)料，一般首(shou)先(xian)利用(yong)處(chu)理海水(shui)和(he)石灰乳作(zuo)用(yong)生產氫氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅(duan)燒成輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)其(qi)他方法也(ye)可(ke)以制得輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業(ye)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)制取方法)，采(cai)用(yong)輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原(yuan)(yuan)(yuan)料生產電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特(te)爾(Ruttere)等研(yan)究認(ren)為(wei)，極少量(liang)的(de)(de)(de)(de)雜質氣體(相(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)體的(de)(de)(de)(de)雜質，可(ke)明(ming)顯影響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)(de)長(chang)大。因(yin)為(wei)雜質相(xiang)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)在(zai)于增加晶(jing)(jing)界(jie)運動所需(xu)的(de)(de)(de)(de)能量(liang)。當晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)(di)(di)(di)二相(xiang)相(xiang)遇(yu)時，晶(jing)(jing)體能量(liang)降低，其(qi)降低量(liang)與(yu)第(di)(di)(di)(di)二相(xiang)橫截面積成正比，所以必(bi)須提(ti)高晶(jing)(jing)界(jie)能，晶(jing)(jing)界(jie)才能離(li)開第(di)(di)(di)(di)二相(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)(di)(di)(di)二相(xiang)相(xiang)遇(yu)時，與(yu)第(di)(di)(di)(di)二相(xiang)橫截面積相(xiang)等的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)必(bi)須變形，第(di)(di)(di)(di)二相(xiang)數量(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)粒長(chang)大的(de)(de)(de)(de)極限尺(chi)寸愈(yu)小。

另一方(fang)面為了降(jiang)低電熔凝氧(yang)化鎂(mei)的顯氣孔(kong)率，也應(ying)盡量(liang)減少原料(liao)氧(yang)化鎂(mei)的氣體(ti)排出，因此，采用燒結鎂(mei)砂(sha)電熔有其(qi)顯著優點。

⑤電熔(rong)氧化鎂單晶的化學原料(liao)質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是(shi)同原子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的(de)量(liang)子(zi)(zi)力學(xue)本性(xing)如離(li)(li)(li)子(zi)(zi)半徑的(de)尺(chi)寸，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電位數值，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)外層結構等相關聯。而氧化鎂的(de)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)尺(chi)寸、質(zhi)量(liang)和(he)電荷、陽(yang)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)結合特性(xing)和(he)強度、離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)極化作(zuo)用、結晶(jing)構造(zao)等決定它是(shi)一高熔點(dian)化合物(wu)。

氧化(hua)鎂的(de)熔點(dian)和結(jie)構參數：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配(pei)位(wei)數6;有效配(pei)位(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)最(zui)重(zhong)要過程是由各種(zhong)鎂(mei)質(zhi)原料，通過各種(zhong)形式的(de)加熱(re)方(fang)法產(chan)生(sheng)高溫使鎂(mei)質(zhi)材料(MgO)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)，變(bian)成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)(rong)體。要使氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)，必(bi)須消耗大量的(de)熱(re)能(neng)，以克服離(li)子(zi)間(jian)的(de)引力(li)。通過強(qiang)大電(dian)弧產(chan)生(sheng)高溫而熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)方(fang)法叫做電(dian)弧熔(rong)(rong)(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)過程一般包括熱(re)的(de)傳導(dao)、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)、析(xi)晶、晶體長大等一系列物理(li)化(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)的(de)過程。

①脫(tuo)水(shui)過(guo)程。用水(shui)鎂(mei)(mei)石作原料有一脫(tuo)水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂(mei)(mei)石的主要(yao)成分是(shi)氫(qing)氧化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過(guo)程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過程。用菱鎂(mei)礦作(zuo)為原料時(shi)有(you)一個脫(tuo)碳過程，脫(tuo)碳過程包括兩個方(fang)面。一方(fang)面是菱鎂(mei)礦石(shi)的(de)熱(re)分解，菱鎂(mei)礦石(shi)的(de)主要成分是碳酸(suan)鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中往(wang)往(wang)在(zai)原(yuan)料(liao)氧化鎂(mei)中加(jia)入石(shi)(shi)(shi)墨(mo)粉末(mo)添加(jia)物(助劑(ji))，在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)爐起動(dong)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中需在(zai)三電(dian)(dian)極(石(shi)(shi)(shi)墨(mo)電(dian)(dian)極)的下端(duan)用石(shi)(shi)(shi)墨(mo)粉末(mo)鋪成三角形(xing)或(huo)星形(xing)導線路，在(zai)通電(dian)(dian)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中受熱燒損或(huo)完全(quan)燃燒除去石(shi)(shi)(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)。熔化(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)(zhong)鎂(mei)(mei)離子(zi)和氧(yang)(yang)離子(zi)在(zai)強電(dian)弧(hu)產(chan)生(sheng)的(de)熱(re)能(neng)作用下(xia)，克服(fu)單(dan)晶體中(zhong)(zhong)的(de)晶格能(neng)的(de)束縛，變成能(neng)自由運動的(de)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)。也就是說，氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)到一(yi)定溫(wen)度(熔點)就會由固體變成液體，叫熔化(hua)。在(zai)這一(yi)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)需消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)大量的(de)電(dian)能(neng)。據電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)產(chan)者對用水鎂(mei)(mei)石作原料生(sheng)產(chan)電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)熱(re)平衡(heng)(heng)的(de)衡(heng)(heng)算(suan)，熱(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)的(de)比(bi)例如下(xia)：氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)晶體生(sheng)成熱(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)15.3%，散(san)(san)砂生(sheng)成熱(re)耗(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)卻水耗(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼(ke)的(de)水耗(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散(san)(san)熱(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損(sun)失(shi)值(zhi)3.2%，從這些(xie)統計數據可以看出，在(zai)電(dian)熔