電(dian)弧(hu)熔(rong)爐生產電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)的(de)工藝流程主(zhu)要(yao)包括：原(yuan)料配料、電(dian)弧(hu)熔(rong)融、破碎、選(xuan)別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選(xuan)、分類包裝等。

(1)原料

我國有豐富的優質菱鎂礦石(shi)，氧化(hua)鎂含量高，又易于(yu)開采，因此，被(bei)廣(guang)泛(fan)用作電熔(rong)氧化(hua)鎂的原(yuan)料(liao)。采用菱鎂石(shi)作原(yuan)料(liao)，碳酸鎂分解產生CO2氣體，由于(yu)有大量氣體從爐內排出影響著電熔(rong)過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)(rong)氧化鎂(mei)的(de)(de)結晶(jing)帶的(de)(de)形成均有不利影響，由于大量(liang)塵(chen)料飛(fei)損，使(shi)物料損耗(hao)和能量(liang)消耗(hao)增(zeng)高，也惡化了車間生產(chan)環境。但由于優質菱鎂(mei)礦石(shi)容易(yi)獲得，價(jia)格(ge)很低廉(lian)，所以，仍是我國電熔(rong)(rong)氧化鎂(mei)用得最(zui)(zui)多最(zui)(zui)廣泛的(de)(de)原料。

(2)配料

①菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦。菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦石中(zhong)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)含量(liang)高低(di)和化(hua)(hua)(hua)學成分直(zhi)接影響(xiang)到電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質(zhi)量(liang)，同時(shi)在電(dian)熔(rong)過程中(zhong)也直(zhi)接影響(xiang)到電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)得(de)到的(de)(de)品(pin)級(ji)(ji)比例(li)，因此，為了保證(zheng)電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質(zhi)量(liang)和品(pin)級(ji)(ji)比例(li)，必須對各種(zhong)礦石進行適(shi)當的(de)(de)配比后進行熔(rong)煉。

②水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)。我(wo)國的(de)遼(liao)寧省水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)的(de)礦源非常豐富(fu)，水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)中氧化(hua)(hua)鎂(mei)含量(liang)高于(yu)菱鎂(mei)礦石(shi)。它(ta)也是一種制造(zao)電熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)原料，部分(fen)(fen)地區(qu)水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)的(de)化(hua)(hua)學成分(fen)(fen)見表2。

表2水(shui)鎂石的化學成分/%

③輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。以輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作為電熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)原料，可以使生產(chan)環(huan)境得到改善，可以降低運輸(shu)費用。由于電熔時排出氣(qi)體少(shao)，成分也較均(jun)勻，對(dui)提高(gao)電熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)質量有利。

我國有一些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)球料入(ru)爐(lu)電(dian)熔(rong)。輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)達到98%，以(yi)此料能生產(chan)出白色大結晶(jing)電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成(cheng)球費用高，影響(xiang)生產(chan)成(cheng)本。目前，有的(de)廠家采用反(fan)射爐(lu)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)一定(ding)的(de)粒度(du)加入(ru)熔(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)量(liang)比用菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石好，成(cheng)本又比用球料作原料時便宜，因而(er)得(de)到了一定(ding)的(de)推廣。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂。為了某些電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)特(te)殊要求(qiu)，有時必須在電熔(rong)過程中采(cai)用燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為電熔(rong)原(yuan)(yuan)料，如采(cai)用海(hai)(hai)水鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為電熔(rong)原(yuan)(yuan)料，一(yi)般首先利用處理海(hai)(hai)水和(he)石灰乳作(zuo)用生產氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將(jiang)氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用其(qi)他方法也可以制得輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)制取方法)，采(cai)用輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為原(yuan)(yuan)料生產電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉(la)特(te)爾(Ruttere)等研究認為，極少量(liang)(liang)的(de)(de)雜(za)質(zhi)(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)雜(za)質(zhi)(zhi)，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)長(chang)大。因(yin)為雜(za)質(zhi)(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用在于(yu)增加(jia)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)運動所需的(de)(de)能量(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)能量(liang)(liang)降低，其(qi)降低量(liang)(liang)與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)(mian)積成正比，所以必須提(ti)高晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)能，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)才能離開第(di)二相(xiang)(xiang)繼續運動。并且(qie)當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)(mian)積相(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)必須變形，第(di)二相(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒長(chang)大的(de)(de)極限尺寸愈小。

另(ling)一(yi)方(fang)面為了降低電(dian)熔凝氧化鎂的(de)顯氣孔率，也應盡量(liang)減少原料氧化鎂的(de)氣體(ti)排(pai)出，因此，采用燒結鎂砂電(dian)熔有其顯著(zhu)優點(dian)。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶的(de)化(hua)學原料質量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特性是同原子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的(de)量(liang)子(zi)(zi)力學本性如離(li)(li)子(zi)(zi)半徑的(de)尺(chi)(chi)寸，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電位數值，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)外層結構等相關聯。而(er)氧化鎂的(de)離(li)(li)子(zi)(zi)尺(chi)(chi)寸、質量(liang)和電荷、陽(yang)離(li)(li)子(zi)(zi)和陰離(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)結合(he)特性和強度、離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)極化作用、結晶構造等決定它是一高熔點化合(he)物。

氧化鎂的熔點和結構(gou)參數(shu)：陽離子半(ban)徑0.074mm;陰(yin)離子半(ban)徑0.53mm;結構(gou)類(lei)型NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂制造的(de)最重要過(guo)(guo)程是由各種鎂質原料，通過(guo)(guo)各種形式的(de)加熱(re)方法(fa)產生(sheng)高(gao)溫使(shi)鎂質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)體。要使(shi)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)融(rong)，必須消耗大(da)量的(de)熱(re)能，以克服離(li)子間(jian)的(de)引力(li)。通過(guo)(guo)強大(da)電弧產生(sheng)高(gao)溫而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)方法(fa)叫(jiao)做電弧熔(rong)融(rong)法(fa)。這個(ge)融(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程一般(ban)包(bao)括熱(re)的(de)傳導、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體長大(da)等一系列(lie)物理化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的(de)過(guo)(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)過程(cheng)。用水(shui)鎂(mei)石作原料有一脫(tuo)水(shui)過程(cheng)。水(shui)鎂(mei)石的主要(yao)成分(fen)是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程。用菱鎂(mei)(mei)礦作為原(yuan)料時有一個脫碳過程，脫碳過程包括兩個方(fang)面(mian)。一方(fang)面(mian)是菱鎂(mei)(mei)礦石的熱分解，菱鎂(mei)(mei)礦石的主要成(cheng)分是碳酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由于(yu)在電熔過(guo)程(cheng)中往往在原料氧化鎂中加入石(shi)墨粉末添(tian)加物(助劑)，在電熔爐起動(dong)過(guo)程(cheng)中需在三(san)(san)電極(石(shi)墨電極)的(de)下端用石(shi)墨粉末鋪成三(san)(san)角形或星形導線路，在通電過(guo)程(cheng)中受熱燒損(sun)或完全燃燒除去(qu)石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)即氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子和氧(yang)離子在強電(dian)(dian)弧產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)熱(re)(re)(re)能(neng)作用下，克服(fu)單晶(jing)體中的(de)晶(jing)格能(neng)的(de)束縛，變成(cheng)能(neng)自由運動的(de)過(guo)(guo)程(cheng)。也就是(shi)說，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)(rong)點)就會由固(gu)體變成(cheng)液體，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)。在這一過(guo)(guo)程(cheng)中需消耗(hao)(hao)大量的(de)電(dian)(dian)能(neng)。據電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)者對(dui)用水(shui)鎂(mei)石作原料生(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)熱(re)(re)(re)平(ping)衡(heng)的(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)的(de)比例(li)如下：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)體生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂(sha)生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散(san)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據可以看出，在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)