電弧熔(rong)爐生產電熔(rong)氧化鎂的工藝(yi)流程主要包括：原料配料、電弧熔(rong)融、破(po)碎、選(xuan)別、粉碎、篩別、磁選(xuan)、分類包裝等。

(1)原料

我國有豐富的(de)(de)優質菱鎂(mei)礦(kuang)石，氧化鎂(mei)含量(liang)高，又易于開采(cai)，因此，被廣泛用作電(dian)(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)的(de)(de)原料。采(cai)用菱鎂(mei)石作原料，碳酸鎂(mei)分解產(chan)生(sheng)CO2氣體(ti)，由(you)于有大量(liang)氣體(ti)從爐內排出(chu)影響著電(dian)(dian)熔(rong)過程的(de)(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧化(hua)鎂的結晶(jing)帶的形成均有不利影(ying)響，由于(yu)大(da)量塵料飛損(sun)(sun)，使物料損(sun)(sun)耗(hao)和(he)能量消耗(hao)增高，也惡化(hua)了車(che)間生(sheng)產環境。但由于(yu)優質菱鎂礦(kuang)石容易獲得，價格很低廉(lian)，所以，仍是(shi)我國電(dian)熔氧化(hua)鎂用(yong)得最(zui)多最(zui)廣泛的原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)(kuang)。菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石(shi)(shi)中(zhong)氧化鎂(mei)的含量高低和化學(xue)成分直(zhi)接影響到(dao)(dao)電熔(rong)凝氧化鎂(mei)的質量，同時在電熔(rong)過程中(zhong)也直(zhi)接影響到(dao)(dao)電熔(rong)凝氧化鎂(mei)得到(dao)(dao)的品級(ji)比例(li)，因此，為(wei)了保證(zheng)電熔(rong)凝氧化鎂(mei)的質量和品級(ji)比例(li)，必須對各種礦(kuang)(kuang)石(shi)(shi)進行適當(dang)的配比后進行熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)。我國的(de)遼寧(ning)省水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)的(de)礦源非常豐(feng)富，水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)中氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦石(shi)(shi)。它也是一種(zhong)制造電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)原料，部分(fen)地區水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)的(de)化(hua)學成分(fen)見表2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。以(yi)輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作為電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)原料，可(ke)以(yi)使生(sheng)產環境得(de)到改善，可(ke)以(yi)降低運輸費用。由于(yu)電熔(rong)時(shi)排出氣體少，成分也較均勻，對提高電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)質(zhi)量(liang)有利。

我國有(you)一(yi)些電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)以(yi)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)制成(cheng)(cheng)球料入爐(lu)電熔。輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)含量達(da)到98%，以(yi)此(ci)料能生產(chan)出(chu)白(bai)色大結晶(jing)電熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。但由于成(cheng)(cheng)球費用高(gao)，影響(xiang)生產(chan)成(cheng)(cheng)本(ben)。目前，有(you)的(de)廠(chang)家采用反射爐(lu)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，以(yi)一(yi)定(ding)的(de)粒(li)度加入熔爐(lu)電熔，電熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)質量比(bi)用菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦石好(hao)，成(cheng)(cheng)本(ben)又比(bi)用球料作原料時便(bian)宜，因而得到了一(yi)定(ding)的(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)砂。為(wei)了(le)某(mou)些電(dian)熔(rong)凝氧化鎂(mei)的(de)(de)特殊要求，有時(shi)必(bi)須在電(dian)熔(rong)過程(cheng)中采(cai)(cai)用(yong)(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)原料(liao)(liao)，如采(cai)(cai)用(yong)(yong)海(hai)水鎂(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)原料(liao)(liao)，一般首先利用(yong)(yong)處理(li)海(hai)水和石灰乳(ru)作(zuo)用(yong)(yong)生(sheng)產(chan)氫(qing)氧化鎂(mei)，將氫(qing)氧化鎂(mei)煅燒(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)氧化鎂(mei)。用(yong)(yong)其(qi)他(ta)方法也(ye)可(ke)以(yi)制得輕燒(shao)(shao)氧化鎂(mei)(詳見工(gong)業氧化鎂(mei)的(de)(de)制取方法)，采(cai)(cai)用(yong)(yong)輕燒(shao)(shao)氧化鎂(mei)作(zuo)為(wei)原料(liao)(liao)生(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)凝氧化鎂(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究(jiu)認為(wei)，極少量的(de)(de)雜質(zhi)(zhi)氣(qi)體(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬于(yu)晶(jing)(jing)體的(de)(de)雜質(zhi)(zhi)，可(ke)明(ming)顯(xian)影響晶(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)長大(da)。因為(wei)雜質(zhi)(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)在于(yu)增(zeng)加晶(jing)(jing)界(jie)運動所需的(de)(de)能量。當晶(jing)(jing)界(jie)與第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)(jing)體能量降低，其(qi)降低量與第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積(ji)(ji)成正比，所以(yi)必(bi)須提高(gao)晶(jing)(jing)界(jie)能，晶(jing)(jing)界(jie)才能離開第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)(jing)界(jie)與第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，與第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積(ji)(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)必(bi)須變形，第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)量愈多，晶(jing)(jing)粒(li)長大(da)的(de)(de)極限尺寸愈小(xiao)。

另(ling)一方面為(wei)了降低電熔(rong)凝氧化鎂(mei)的(de)(de)顯(xian)氣(qi)孔率，也應盡量減少原料氧化鎂(mei)的(de)(de)氣(qi)體(ti)排(pai)出(chu)，因此，采用燒結鎂(mei)砂電熔(rong)有其(qi)顯(xian)著(zhu)優點。

⑤電熔(rong)氧化鎂單晶的化學(xue)原料質量(liang)要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特性是(shi)(shi)同原子(zi)(zi)(zi)和分(fen)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)力學本性如離(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺(chi)寸，離(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電位數值，離(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)外層結構等(deng)相關聯。而氧化(hua)鎂的(de)(de)離(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸、質量和電荷、陽離(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)和陰離(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)結合特性和強度、離(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極化(hua)作(zuo)用、結晶構造等(deng)決定它是(shi)(shi)一(yi)高(gao)熔點化(hua)合物。

氧化鎂的(de)熔(rong)點和(he)結構參(can)數(shu)：陽離子(zi)半(ban)徑(jing)0.074mm;陰(yin)離子(zi)半(ban)徑(jing)0.53mm;結構類型(xing)NaCl;配位數(shu)6;有(you)效配位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂制(zhi)造的(de)最重(zhong)要(yao)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)是(shi)由(you)各(ge)種鎂質原料(liao)，通過(guo)(guo)(guo)各(ge)種形(xing)式的(de)加熱(re)方法產生(sheng)高溫(wen)使(shi)鎂質材料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成(cheng)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)體。要(yao)使(shi)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)融，必(bi)須消耗大(da)量的(de)熱(re)能，以(yi)克服離子間的(de)引力。通過(guo)(guo)(guo)強大(da)電弧(hu)產生(sheng)高溫(wen)而(er)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)方法叫做(zuo)電弧(hu)熔(rong)融法。這個融化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)一般(ban)包括(kuo)熱(re)的(de)傳導、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大(da)等一系列物理化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的(de)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)。

①脫水過程(cheng)。用水鎂石作原料有一脫水過程(cheng)。水鎂石的(de)主要成分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)程(cheng)。用(yong)菱鎂礦(kuang)作為原(yuan)料時有一個(ge)脫碳過(guo)程(cheng)，脫碳過(guo)程(cheng)包括兩個(ge)方(fang)面。一方(fang)面是菱鎂礦(kuang)石的熱分(fen)解，菱鎂礦(kuang)石的主(zhu)要成分(fen)是碳酸(suan)鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在電(dian)熔(rong)過程(cheng)(cheng)中往往在原料氧(yang)化鎂(mei)中加入石墨(mo)粉(fen)末添加物(助劑)，在電(dian)熔(rong)爐起動過程(cheng)(cheng)中需(xu)在三電(dian)極(石墨(mo)電(dian)極)的下端用石墨(mo)粉(fen)末鋪成三角形或星形導(dao)線(xian)路，在通電(dian)過程(cheng)(cheng)中受熱燒損或完(wan)全燃燒除(chu)去(qu)石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過程(cheng)(cheng)。熔(rong)化(hua)過程(cheng)(cheng)即氧(yang)化(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離(li)子和(he)氧(yang)離(li)子在(zai)強電弧(hu)產生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)熱(re)(re)(re)能(neng)(neng)(neng)(neng)作用下，克服單晶體中(zhong)的(de)晶格能(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)束縛(fu)，變成(cheng)(cheng)(cheng)能(neng)(neng)(neng)(neng)自(zi)由運動的(de)過程(cheng)(cheng)。也就是說，氧(yang)化(hua)鎂(mei)加(jia)熱(re)(re)(re)到一定溫度(熔(rong)點)就會(hui)由固體變成(cheng)(cheng)(cheng)液體，叫熔(rong)化(hua)。在(zai)這一過程(cheng)(cheng)中(zhong)需消(xiao)耗(hao)大量的(de)電能(neng)(neng)(neng)(neng)。據電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)(sheng)產者對(dui)用水(shui)鎂(mei)石作原料生(sheng)(sheng)(sheng)產電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)熱(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)的(de)比例如下：氧(yang)化(hua)鎂(mei)晶體生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻(que)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子表面散(san)熱(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電能(neng)(neng)(neng)(neng)損失值(zhi)3.2%，從(cong)這些統計數據可以看(kan)出(chu)，在(zai)電熔(rong)