電弧(hu)熔(rong)爐生產電熔(rong)氧化鎂(mei)的(de)工藝流程主要(yao)包(bao)括：原料配料、電弧(hu)熔(rong)融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分(fen)類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富的優質(zhi)菱(ling)鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量高，又易于開采(cai)，因此，被廣泛用作(zuo)(zuo)電熔氧化鎂(mei)的原(yuan)料(liao)。采(cai)用菱(ling)鎂(mei)石作(zuo)(zuo)原(yuan)料(liao)，碳酸(suan)鎂(mei)分解產(chan)生(sheng)CO2氣體，由(you)于有(you)大量氣體從(cong)爐內排出影響著電熔過程的進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧(yang)化鎂的(de)結晶(jing)帶的(de)形成均有不利影響，由(you)(you)于大(da)量塵料飛損，使物料損耗和能量消耗增高，也惡化了車間(jian)生產環境。但(dan)由(you)(you)于優質(zhi)菱鎂礦石容易獲得(de)，價格很(hen)低(di)廉，所以(yi)，仍是我國電熔(rong)氧(yang)化鎂用(yong)得(de)最多最廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)中(zhong)氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)含量高低和化(hua)學成分(fen)直接(jie)影響到電熔凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)質(zhi)量，同(tong)時(shi)在電熔過程中(zhong)也直接(jie)影響到電熔凝氧化(hua)鎂(mei)得到的(de)(de)品級(ji)比例，因此，為了保證電熔凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)質(zhi)量和品級(ji)比例，必須對各種礦石(shi)進行(xing)(xing)適(shi)當的(de)(de)配比后進行(xing)(xing)熔煉。

②水(shui)鎂(mei)石。我國的(de)遼寧(ning)省(sheng)水(shui)鎂(mei)石的(de)礦(kuang)源非常豐富，水(shui)鎂(mei)石中氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量(liang)高于(yu)菱鎂(mei)礦(kuang)石。它(ta)也是一種制造電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)原料，部分地區水(shui)鎂(mei)石的(de)化(hua)學(xue)成分見表2。

表2水(shui)鎂(mei)石的化學成分(fen)/%

③輕燒(shao)氧化鎂(mei)。以(yi)輕燒(shao)氧化鎂(mei)作(zuo)為電熔氧化鎂(mei)原料，可(ke)以(yi)使生(sheng)產(chan)環境得到改善，可(ke)以(yi)降低運輸費(fei)用。由(you)于(yu)電熔時排出氣體少，成分也(ye)較均勻，對提(ti)高電熔氧化鎂(mei)質(zhi)量有(you)利(li)。

我(wo)國有一些電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂以輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂制(zhi)成(cheng)(cheng)球(qiu)料(liao)入(ru)爐(lu)(lu)電(dian)熔(rong)。輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂的氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂含量(liang)達到98%，以此料(liao)能生產(chan)出白色大(da)結晶電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂。但(dan)由于成(cheng)(cheng)球(qiu)費用(yong)高，影響生產(chan)成(cheng)(cheng)本。目(mu)前，有的廠(chang)家采用(yong)反射爐(lu)(lu)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂，以一定(ding)的粒度加入(ru)熔(rong)爐(lu)(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂的質量(liang)比(bi)用(yong)菱(ling)鎂礦石好，成(cheng)(cheng)本又比(bi)用(yong)球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜(yi)，因而得到了一定(ding)的推廣(guang)。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)(sha)。為了某些電(dian)(dian)(dian)熔凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特(te)殊(shu)要求，有時必須(xu)在電(dian)(dian)(dian)熔過程中(zhong)采(cai)用燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為電(dian)(dian)(dian)熔原(yuan)(yuan)料，如采(cai)用海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為電(dian)(dian)(dian)熔原(yuan)(yuan)料，一般首先利(li)用處理(li)海(hai)水(shui)和(he)石(shi)灰乳作(zuo)用生產(chan)氫氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。用其他方法也可(ke)以制得輕燒(shao)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制取(qu)方法)，采(cai)用輕燒(shao)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)為原(yuan)(yuan)料生產(chan)電(dian)(dian)(dian)熔凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特(te)爾(Ruttere)等(deng)研究認為，極少量的(de)(de)雜(za)質氣(qi)體(ti)(相(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)雜(za)質，可(ke)明顯影響(xiang)晶(jing)(jing)粒(li)(li)的(de)(de)長(chang)大(da)。因為雜(za)質相(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用在于增加晶(jing)(jing)界(jie)(jie)運動所需的(de)(de)能(neng)量。當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)體(ti)能(neng)量降低(di)，其降低(di)量與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積成正比(bi)，所以必須(xu)提高晶(jing)(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)才(cai)能(neng)離開第(di)二相(xiang)(xiang)繼續運動。并且(qie)當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積相(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)必須(xu)變形，第(di)二相(xiang)(xiang)數量愈(yu)多，晶(jing)(jing)粒(li)(li)長(chang)大(da)的(de)(de)極限尺寸愈(yu)小。

另一(yi)方(fang)面為了降(jiang)低(di)電熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的顯氣孔率，也(ye)應盡量減少原料(liao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的氣體排(pai)出，因此，采用(yong)燒結鎂(mei)(mei)砂電熔有其顯著優點(dian)。

⑤電熔(rong)氧化鎂單晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是同原子(zi)和(he)(he)分(fen)子(zi)的(de)量子(zi)力學本性如離子(zi)半徑(jing)的(de)尺寸(cun)，離子(zi)的(de)電(dian)位數值(zhi)，離子(zi)的(de)電(dian)子(zi)外(wai)層結構(gou)等(deng)相關(guan)聯。而氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)離子(zi)尺寸(cun)、質量和(he)(he)電(dian)荷(he)、陽離子(zi)和(he)(he)陰離子(zi)之間的(de)結合特性和(he)(he)強度、離子(zi)的(de)極化(hua)(hua)作(zuo)用、結晶構(gou)造等(deng)決定它是一(yi)高熔(rong)點化(hua)(hua)合物(wu)。

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

電熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)最(zui)重要(yao)過(guo)(guo)程(cheng)是由各種鎂(mei)質原料，通過(guo)(guo)各種形(xing)式的(de)(de)加熱(re)(re)方(fang)法產(chan)生高(gao)溫(wen)使(shi)鎂(mei)質材料(MgO)熔化(hua)，變成氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)熔體。要(yao)使(shi)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)熔融(rong)，必須消耗(hao)大量的(de)(de)熱(re)(re)能，以克服離(li)子間的(de)(de)引力(li)。通過(guo)(guo)強大電弧產(chan)生高(gao)溫(wen)而熔化(hua)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)方(fang)法叫做電弧熔融(rong)法。這個融(rong)化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)一般包括熱(re)(re)的(de)(de)傳導(dao)、脫(tuo)水、脫(tuo)碳(tan)、熔化(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長(chang)大等一系列(lie)物理(li)化(hua)學變化(hua)的(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)水過(guo)程。用水鎂(mei)(mei)石作原料有一(yi)脫(tuo)水過(guo)程。水鎂(mei)(mei)石的主要成分是(shi)氫氧化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水過(guo)程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程(cheng)。用菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)(kuang)作(zuo)為原料時有一(yi)個(ge)脫碳(tan)過程(cheng)，脫碳(tan)過程(cheng)包括兩個(ge)方(fang)面(mian)。一(yi)方(fang)面(mian)是菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)(kuang)石(shi)的熱(re)分解，菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)(kuang)石(shi)的主要成分是碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面(mian)，由(you)于在(zai)電熔(rong)過程(cheng)中(zhong)往往在(zai)原料(liao)氧化鎂中(zhong)加(jia)入石(shi)墨粉末(mo)(mo)添加(jia)物(助劑)，在(zai)電熔(rong)爐(lu)起(qi)動過程(cheng)中(zhong)需在(zai)三電極(石(shi)墨電極)的(de)下端用石(shi)墨粉末(mo)(mo)鋪成三角形(xing)或星形(xing)導線路，在(zai)通電過程(cheng)中(zhong)受熱燒(shao)損或完全燃燒(shao)除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)即氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離(li)(li)子和氧(yang)(yang)(yang)離(li)(li)子在強電(dian)弧產生的(de)(de)(de)熱(re)(re)能(neng)作用(yong)下，克服(fu)單(dan)晶(jing)體(ti)中的(de)(de)(de)晶(jing)格能(neng)的(de)(de)(de)束縛(fu)，變成(cheng)能(neng)自由(you)運動(dong)的(de)(de)(de)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)。也就是說，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)到(dao)一定溫度(熔(rong)點)就會由(you)固體(ti)變成(cheng)液體(ti)，叫(jiao)熔(rong)化(hua)(hua)。在這一過(guo)(guo)(guo)程(cheng)中需消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)大量的(de)(de)(de)電(dian)能(neng)。據電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)生產者對用(yong)水(shui)(shui)鎂(mei)石作原(yuan)料生產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)平衡(heng)的(de)(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)比例如下：氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)體(ti)生成(cheng)熱(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生成(cheng)熱(re)(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)(que)水(shui)(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)(que)爐(lu)殼的(de)(de)(de)水(shui)(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子表面散熱(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣(qi)帶走熱(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這些統計數(shu)據可以看(kan)出，在電(dian)熔(rong)