電(dian)弧(hu)熔爐生產電(dian)熔氧化鎂的(de)工藝(yi)流(liu)程主要包括：原(yuan)料(liao)(liao)配(pei)料(liao)(liao)、電(dian)弧(hu)熔融(rong)、破碎、選別(bie)、粉碎、篩(shai)別(bie)、磁(ci)選、分類(lei)包裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富的(de)優質菱(ling)鎂礦石，氧化鎂含量高，又易于(yu)開采，因此，被(bei)廣泛用(yong)作(zuo)(zuo)電熔氧化鎂的(de)原料。采用(yong)菱(ling)鎂石作(zuo)(zuo)原料，碳(tan)酸鎂分(fen)解產生CO2氣體，由于(yu)有(you)大(da)量氣體從爐內排出(chu)影響著(zhu)電熔過程(cheng)的(de)進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的結晶帶的形成均(jun)有不利影響(xiang)，由于大量塵(chen)料飛損(sun)，使物料損(sun)耗和(he)能量消耗增高，也惡化(hua)了車(che)間生產環(huan)境。但由于優質(zhi)菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)容易獲得(de)(de)，價(jia)格很低廉，所以，仍是我國電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)用得(de)(de)最(zui)多最(zui)廣(guang)泛的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石中氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)含量(liang)高低和化學成分直接(jie)影(ying)響到電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)，同(tong)時在電(dian)熔(rong)(rong)過程中也直接(jie)影(ying)響到電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)得到的(de)品級比(bi)(bi)例，因此，為了保證電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)和品級比(bi)(bi)例，必須對(dui)各種(zhong)礦(kuang)石進行(xing)適當(dang)的(de)配比(bi)(bi)后進行(xing)熔(rong)(rong)煉。

②水鎂(mei)石(shi)(shi)。我國(guo)的(de)(de)遼寧省水鎂(mei)石(shi)(shi)的(de)(de)礦源非(fei)常豐富，水鎂(mei)石(shi)(shi)中氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量(liang)高于菱鎂(mei)礦石(shi)(shi)。它也是一種制(zhi)造電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)原料，部(bu)分地區(qu)水鎂(mei)石(shi)(shi)的(de)(de)化(hua)(hua)學成分見(jian)表2。

表2水鎂石(shi)的(de)化學成分/%

③輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂。以輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂作(zuo)為電(dian)熔氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂原料，可以使生(sheng)產環境得(de)到改善，可以降低(di)運輸費用。由于電(dian)熔時排出氣體少，成(cheng)分(fen)也(ye)較均勻，對提高(gao)電(dian)熔氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂質量(liang)有利。

我(wo)國有一(yi)些電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)以(yi)輕燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)制成球(qiu)料(liao)(liao)入爐電(dian)(dian)熔(rong)(rong)。輕燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)含量達到(dao)98%，以(yi)此(ci)料(liao)(liao)能生產出白色大結晶(jing)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)。但由于成球(qiu)費用高，影(ying)響(xiang)生產成本。目前，有的(de)(de)廠家采(cai)用反射爐輕燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)，以(yi)一(yi)定(ding)的(de)(de)粒度加入熔(rong)(rong)爐電(dian)(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)質(zhi)量比(bi)用菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦石好，成本又(you)比(bi)用球(qiu)料(liao)(liao)作原料(liao)(liao)時(shi)便宜(yi)，因而得到(dao)了一(yi)定(ding)的(de)(de)推廣。

④燒(shao)結(jie)(jie)鎂(mei)砂。為(wei)了某(mou)些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)特(te)(te)殊要求，有時必須在電(dian)(dian)熔(rong)過(guo)程(cheng)中采用燒(shao)結(jie)(jie)鎂(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，如(ru)采用海水鎂(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，一般首(shou)先(xian)利用處理(li)海水和石灰乳作(zuo)用生(sheng)產氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)，將氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)煅(duan)燒(shao)成(cheng)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。用其他(ta)方法也可(ke)以(yi)制(zhi)得輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(詳見工(gong)業氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)制(zhi)取方法)，采用輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)作(zuo)為(wei)原(yuan)料(liao)生(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)(te)爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極少量(liang)(liang)的(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)(zhi)氣體(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬(shu)于晶(jing)(jing)(jing)體的(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)(zhi)，可(ke)明顯(xian)影響晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)長大。因為(wei)雜(za)質(zhi)(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)用在于增加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)運(yun)(yun)動所(suo)需的(de)(de)(de)能量(liang)(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)體能量(liang)(liang)降(jiang)低，其降(jiang)低量(liang)(liang)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面積(ji)成(cheng)正比，所(suo)以(yi)必須提高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)能，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)才能離(li)開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運(yun)(yun)動。并且當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)必須變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)粒長大的(de)(de)(de)極限尺寸愈小(xiao)。

另(ling)一方面為了降(jiang)低電熔凝氧(yang)化鎂的顯(xian)(xian)氣(qi)孔率，也應(ying)盡量(liang)減少原料氧(yang)化鎂的氣(qi)體排(pai)出，因此，采(cai)用燒結鎂砂電熔有其(qi)顯(xian)(xian)著優點。

⑤電(dian)熔氧化(hua)鎂單晶的化(hua)學原料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)(te)性(xing)是同(tong)原子(zi)和分子(zi)的(de)(de)(de)量子(zi)力學本(ben)性(xing)如離(li)子(zi)半徑(jing)的(de)(de)(de)尺寸，離(li)子(zi)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)位數值，離(li)子(zi)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)子(zi)外層(ceng)結構等(deng)相關(guan)聯。而(er)氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)(de)離(li)子(zi)尺寸、質(zhi)量和電(dian)(dian)(dian)荷(he)、陽(yang)離(li)子(zi)和陰離(li)子(zi)之間的(de)(de)(de)結合(he)特(te)(te)性(xing)和強度、離(li)子(zi)的(de)(de)(de)極化(hua)作用(yong)、結晶構造等(deng)決定它是一高熔點(dian)化(hua)合(he)物。

氧化(hua)鎂的熔(rong)(rong)點和結構參數：陽離子半徑(jing)(jing)0.074mm;陰(yin)離子半徑(jing)(jing)0.53mm;結構類型(xing)NaCl;配位(wei)數6;有效配位(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)(rong)點2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂制造的(de)(de)(de)最重(zhong)要(yao)過程是由各(ge)種鎂質原料，通(tong)過各(ge)種形式(shi)的(de)(de)(de)加(jia)熱(re)方(fang)法(fa)產生(sheng)高溫使鎂質材料(MgO)熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)，變(bian)成氧(yang)化(hua)(hua)鎂熔(rong)(rong)(rong)(rong)體。要(yao)使氧(yang)化(hua)(hua)鎂熔(rong)(rong)(rong)(rong)融(rong)，必(bi)須消耗大(da)量的(de)(de)(de)熱(re)能(neng)，以(yi)克服離(li)子間(jian)的(de)(de)(de)引力。通(tong)過強(qiang)大(da)電(dian)弧(hu)產生(sheng)高溫而熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)叫(jiao)做電(dian)弧(hu)熔(rong)(rong)(rong)(rong)融(rong)法(fa)。這個(ge)融(rong)化(hua)(hua)過程一般包括熱(re)的(de)(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體長大(da)等(deng)一系列物(wu)理化(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)過程。

①脫(tuo)水(shui)過程(cheng)。用(yong)水(shui)鎂石作(zuo)原料有一脫(tuo)水(shui)過程(cheng)。水(shui)鎂石的主要成(cheng)分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)碳過程。用(yong)菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)(kuang)作(zuo)為原料時有一個脫(tuo)(tuo)碳過程，脫(tuo)(tuo)碳過程包括兩個方面(mian)。一方面(mian)是菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石的熱分(fen)解，菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石的主要成分(fen)是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面(mian)，由于在電(dian)熔(rong)過(guo)程中往往在原料(liao)氧化鎂中加入(ru)石墨粉末添加物(wu)(助劑(ji))，在電(dian)熔(rong)爐起(qi)動過(guo)程中需在三電(dian)極(ji)(ji)(石墨電(dian)極(ji)(ji))的下端用石墨粉末鋪成(cheng)三角形或(huo)星形導線路，在通電(dian)過(guo)程中受熱燒(shao)損或(huo)完(wan)全燃燒(shao)除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)即氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離子(zi)和(he)氧(yang)離子(zi)在(zai)強電(dian)弧產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)能(neng)作用(yong)下，克服(fu)單晶體(ti)中的(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)束縛，變(bian)成(cheng)(cheng)能(neng)自(zi)由運動的(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)。也就是(shi)說，氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)到一定溫(wen)度(熔(rong)(rong)點)就會由固體(ti)變(bian)成(cheng)(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)。在(zai)這(zhe)一過(guo)(guo)程(cheng)中需消(xiao)耗(hao)(hao)大量(liang)的(de)(de)電(dian)能(neng)。據電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)產(chan)(chan)者對用(yong)水鎂(mei)(mei)石作原料(liao)生(sheng)產(chan)(chan)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)比例(li)如下：氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)晶體(ti)生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐(lu)殼的(de)(de)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表(biao)面散熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計(ji)數據可以看出，在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)