電弧熔(rong)(rong)爐生產電熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂的工藝(yi)流程主要包括：原(yuan)料(liao)配料(liao)、電弧熔(rong)(rong)融、破碎、選別(bie)、粉(fen)碎、篩別(bie)、磁選、分類(lei)包裝等(deng)。

(1)原料

我國有豐富的優質菱鎂礦石(shi)，氧化(hua)(hua)鎂含量(liang)高(gao)，又易于開采(cai)，因此(ci)，被廣泛用(yong)作(zuo)電熔氧化(hua)(hua)鎂的原(yuan)料。采(cai)用(yong)菱鎂石(shi)作(zuo)原(yuan)料，碳酸鎂分(fen)解產生CO2氣(qi)體(ti)(ti)，由于有大量(liang)氣(qi)體(ti)(ti)從爐內(nei)排出影響(xiang)著電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧(yang)化鎂的(de)結晶帶的(de)形成(cheng)均有不利影響，由于大(da)量塵料飛損，使物料損耗和能(neng)量消耗增高，也惡(e)化了(le)車間生產(chan)環境。但(dan)由于優質菱鎂礦(kuang)石容易獲(huo)得，價格很低廉(lian)，所以，仍是我國電熔(rong)氧(yang)化鎂用(yong)得最多最廣泛(fan)的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)中氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)含量(liang)高(gao)低和化(hua)學成分直接影響到(dao)(dao)電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)，同時在電熔(rong)過程中也直接影響到(dao)(dao)電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)得到(dao)(dao)的(de)品級比(bi)例，因此，為了保證(zheng)電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)和品級比(bi)例，必須對各種(zhong)礦(kuang)石(shi)進行(xing)適(shi)當的(de)配比(bi)后進行(xing)熔(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)。我國的遼寧省水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)的礦(kuang)源非常豐(feng)富，水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)中氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)含量高(gao)于(yu)菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)。它也(ye)是一種制造電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的原料，部(bu)分(fen)地區水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)的化學成(cheng)分(fen)見表(biao)2。

表2水鎂石的化學成分(fen)/%

③輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂。以輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂作為電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂原(yuan)料，可以使生產環境得(de)到(dao)改(gai)善，可以降低運輸費用。由(you)于電(dian)熔時排(pai)出(chu)氣體少(shao)，成分也較均勻，對(dui)提高電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂質量有利(li)。

我國有一些(xie)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)以輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制成(cheng)(cheng)球(qiu)料(liao)入爐電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)。輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)含量(liang)達到(dao)98%，以此(ci)料(liao)能(neng)生產出白色大結(jie)晶(jing)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。但由(you)于成(cheng)(cheng)球(qiu)費用高，影響生產成(cheng)(cheng)本。目前，有的(de)(de)(de)廠家采(cai)用反(fan)射爐輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)，以一定(ding)的(de)(de)(de)粒度(du)加入熔(rong)(rong)(rong)爐電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)質量(liang)比用菱鎂(mei)礦石好，成(cheng)(cheng)本又比用球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜，因(yin)而得到(dao)了一定(ding)的(de)(de)(de)推廣。

④燒結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了某些(xie)電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特殊要求，有(you)時必須在(zai)電熔(rong)過程中(zhong)采(cai)用(yong)燒結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)(wei)電熔(rong)原料，如采(cai)用(yong)海(hai)(hai)水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)(wei)電熔(rong)原料，一般首先(xian)利用(yong)處理海(hai)(hai)水和(he)石灰(hui)乳作用(yong)生(sheng)產(chan)氫氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)，將(jiang)氫氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒成(cheng)輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)其(qi)他方法也(ye)可以制(zhi)得(de)輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業(ye)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制(zhi)取方法)，采(cai)用(yong)輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)作為(wei)(wei)原料生(sheng)產(chan)電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)，極少量的(de)(de)雜質(zhi)(zhi)氣體(ti)(ti)(相)也(ye)屬于(yu)晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)的(de)(de)雜質(zhi)(zhi)，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)長大。因為(wei)(wei)雜質(zhi)(zhi)相的(de)(de)作用(yong)在(zai)于(yu)增加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)運動所需的(de)(de)能量。當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與第(di)二(er)相相遇時，晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)能量降低，其(qi)降低量與第(di)二(er)相橫(heng)截面(mian)積成(cheng)正比，所以必須提(ti)高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)能，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)才能離開第(di)二(er)相繼(ji)續運動。并且當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與第(di)二(er)相相遇時，與第(di)二(er)相橫(heng)截面(mian)積相等的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)必須變形，第(di)二(er)相數量愈多，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)長大的(de)(de)極限尺寸愈小。

另一方面為(wei)了降(jiang)低電熔凝(ning)氧(yang)化鎂的顯氣(qi)孔率，也應(ying)盡(jin)量減少原料氧(yang)化鎂的氣(qi)體排出(chu)，因此(ci)，采(cai)用燒結鎂砂電熔有(you)其顯著優點(dian)。

⑤電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂單晶的化(hua)學原料質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是同原子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)力學(xue)本(ben)性(xing)如離子(zi)(zi)半徑的(de)尺(chi)寸(cun)，離子(zi)(zi)的(de)電位數(shu)值，離子(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)外層結(jie)構等相關聯。而氧化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)離子(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)、質量和電荷、陽離子(zi)(zi)和陰離子(zi)(zi)之間的(de)結(jie)合(he)特(te)性(xing)和強度、離子(zi)(zi)的(de)極化(hua)(hua)(hua)作(zuo)用、結(jie)晶構造等決定它(ta)是一高熔點化(hua)(hua)(hua)合(he)物。

氧化鎂的熔點和(he)結構參數：陽離子半徑(jing)0.074mm;陰離子半徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制(zhi)造的(de)(de)最重要過(guo)(guo)程(cheng)是由各種鎂(mei)(mei)(mei)質原(yuan)料，通過(guo)(guo)各種形式(shi)的(de)(de)加熱(re)方法產生(sheng)高(gao)溫使鎂(mei)(mei)(mei)質材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)，變(bian)成氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)體。要使氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)融，必須消耗大量的(de)(de)熱(re)能，以克(ke)服離子間的(de)(de)引力。通過(guo)(guo)強大電(dian)弧(hu)產生(sheng)高(gao)溫而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)方法叫做電(dian)弧(hu)熔(rong)(rong)融法。這個(ge)融化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)一(yi)(yi)般包括熱(re)的(de)(de)傳導(dao)、脫(tuo)水(shui)、脫(tuo)碳(tan)、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體長(chang)大等一(yi)(yi)系(xi)列物(wu)理化(hua)(hua)(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)過(guo)程。用水(shui)鎂石作原料有一脫(tuo)水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂石的主要成分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)碳(tan)過程。用菱鎂礦(kuang)作為原料時(shi)有(you)一個脫(tuo)(tuo)碳(tan)過程，脫(tuo)(tuo)碳(tan)過程包括兩個方(fang)(fang)面。一方(fang)(fang)面是(shi)菱鎂礦(kuang)石(shi)的熱分解，菱鎂礦(kuang)石(shi)的主要成(cheng)分是(shi)碳(tan)酸(suan)鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)(rong)過程(cheng)中往(wang)往(wang)在(zai)(zai)原料氧化鎂中加(jia)入石(shi)墨粉末添(tian)加(jia)物(助劑(ji))，在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)(rong)爐(lu)起動過程(cheng)中需在(zai)(zai)三電(dian)極(石(shi)墨電(dian)極)的下端用石(shi)墨粉末鋪成三角形或星形導線路，在(zai)(zai)通電(dian)過程(cheng)中受(shou)熱燒損(sun)或完全燃燒除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)過(guo)程。熔化(hua)過(guo)程即氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離(li)子和氧(yang)離(li)子在強電(dian)弧產生(sheng)的(de)熱能(neng)作用下，克(ke)服單晶(jing)體中(zhong)的(de)晶(jing)格能(neng)的(de)束縛，變(bian)成(cheng)能(neng)自由運動的(de)過(guo)程。也就是說，氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)加熱到一(yi)定(ding)溫度(熔點)就會由固體變(bian)成(cheng)液體，叫熔化(hua)。在這(zhe)(zhe)一(yi)過(guo)程中(zhong)需消(xiao)耗(hao)大量的(de)電(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)產者(zhe)對用水(shui)鎂(mei)(mei)石作原料生(sheng)產電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)熱平衡的(de)衡算，熱消(xiao)耗(hao)的(de)比例(li)如下：氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)體生(sheng)成(cheng)熱消(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)熱值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)熱耗(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)(leng)卻水(shui)耗(hao)熱值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)(leng)卻爐殼的(de)水(shui)耗(hao)熱值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表(biao)面散熱值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損(sun)失值(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)(zhe)些(xie)統計(ji)數(shu)據(ju)可以看(kan)出(chu)，在電(dian)熔