電(dian)弧熔爐生產(chan)電(dian)熔氧化鎂的工藝(yi)流程主要包括：原料(liao)配料(liao)、電(dian)弧熔融(rong)、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分(fen)類包裝等。

(1)原料

我國有豐富的優質(zhi)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)，氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)含(han)量高，又易于(yu)開采，因(yin)此，被廣泛用(yong)作(zuo)電熔氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的原料。采用(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)作(zuo)原料，碳(tan)酸鎂(mei)(mei)(mei)分(fen)解(jie)產(chan)生CO2氣(qi)體(ti)，由于(yu)有大量氣(qi)體(ti)從爐內排出(chu)影響(xiang)著(zhu)電熔過程的進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔氧化鎂的結(jie)晶帶的形成均有(you)不利影(ying)響，由(you)于大量塵料(liao)飛(fei)損(sun)，使物料(liao)損(sun)耗和(he)能量消耗增高，也惡化了車間生產環境。但由(you)于優質菱鎂礦石容易獲得，價(jia)格(ge)很低廉，所(suo)以，仍是我國電熔氧化鎂用得最(zui)多最(zui)廣泛(fan)的原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石中氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)含量高低和化(hua)(hua)(hua)學(xue)成分(fen)直(zhi)接影響到電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)質(zhi)量，同時(shi)在電(dian)熔(rong)過程中也(ye)直(zhi)接影響到電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)得到的(de)(de)品級(ji)比(bi)例(li)，因此，為(wei)了保證電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)質(zhi)量和品級(ji)比(bi)例(li)，必須對各種礦(kuang)(kuang)石進行適當的(de)(de)配比(bi)后(hou)進行熔(rong)煉。

②水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)。我國的遼寧省水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的礦源非常豐富，水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)中(zhong)氧化鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)。它也(ye)是(shi)一種制造電熔凝(ning)氧化鎂(mei)(mei)的原料，部(bu)分地區水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的化學(xue)成分見表2。

表2水鎂石的(de)化學成分/%

③輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。以(yi)輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)為電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)原(yuan)料，可以(yi)使(shi)生產環境得到改善(shan)，可以(yi)降低運輸費用。由于電(dian)熔時排出氣(qi)體少，成分也較(jiao)均(jun)勻，對提(ti)高電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)質量有利。

我國有(you)一些電熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)以(yi)輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)制成球料(liao)入爐電熔(rong)。輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)含量達到98%，以(yi)此料(liao)能生產出白色大結晶(jing)電熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)。但由于成球費用(yong)高，影響生產成本。目前，有(you)的廠家采用(yong)反射爐輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)，以(yi)一定的粒度加入熔(rong)爐電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的質(zhi)量比用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石好，成本又比用(yong)球料(liao)作原料(liao)時便(bian)宜，因而得(de)到了一定的推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂。為了某些電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)特殊要求，有(you)時必須在(zai)電熔(rong)(rong)過(guo)程中采用燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂作為電熔(rong)(rong)原料，如采用海水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)砂作為電熔(rong)(rong)原料，一般首先利用處理海水(shui)和石灰乳作用生(sheng)(sheng)產氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成輕(qing)(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用其他方(fang)法也(ye)可以(yi)制(zhi)得輕(qing)(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)制(zhi)取方(fang)法)，采用輕(qing)(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作為原料生(sheng)(sheng)產電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究認為，極少(shao)量(liang)的(de)(de)(de)雜(za)質氣(qi)體(ti)(ti)(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)雜(za)質，可明顯影響晶(jing)(jing)粒(li)(li)的(de)(de)(de)長(chang)大(da)。因為雜(za)質相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作用在(zai)于增加(jia)晶(jing)(jing)界(jie)運動(dong)所(suo)需(xu)的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)體(ti)(ti)能(neng)量(liang)降低，其降低量(liang)與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)橫截面積成正比，所(suo)以(yi)必須提高(gao)晶(jing)(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)才能(neng)離開(kai)第(di)二相(xiang)(xiang)繼(ji)續(xu)運動(dong)。并(bing)且當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)必須變(bian)形，第(di)二相(xiang)(xiang)數量(liang)愈多(duo)，晶(jing)(jing)粒(li)(li)長(chang)大(da)的(de)(de)(de)極限尺寸(cun)愈小。

另一方(fang)面為了降低電熔凝氧化鎂的顯氣(qi)孔率，也應盡量減少原料氧化鎂的氣(qi)體排出，因(yin)此，采用(yong)燒結鎂砂(sha)電熔有其顯著優點。

⑤電熔氧化鎂(mei)單晶的(de)化學原料(liao)質量要(yao)求(qiu)：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特(te)性(xing)是同原子(zi)(zi)和分(fen)子(zi)(zi)的量(liang)子(zi)(zi)力學本(ben)性(xing)如離(li)(li)子(zi)(zi)半徑的尺(chi)寸，離(li)(li)子(zi)(zi)的電位數值，離(li)(li)子(zi)(zi)的電子(zi)(zi)外層(ceng)結構(gou)等(deng)相(xiang)關聯。而(er)氧化鎂的離(li)(li)子(zi)(zi)尺(chi)寸、質量(liang)和電荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)和陰離(li)(li)子(zi)(zi)之間的結合特(te)性(xing)和強度、離(li)(li)子(zi)(zi)的極(ji)化作用、結晶(jing)構(gou)造等(deng)決定它是一高熔點化合物。

氧化(hua)鎂(mei)的熔(rong)點(dian)和結構(gou)參(can)數：陽離子半徑(jing)0.074mm;陰(yin)離子半徑(jing)0.53mm;結構(gou)類型(xing)NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)2800℃。

電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂制造(zao)的(de)(de)最重要(yao)過(guo)(guo)程是由各(ge)種(zhong)鎂質原料，通過(guo)(guo)各(ge)種(zhong)形式的(de)(de)加熱(re)方法(fa)(fa)產(chan)生高溫使鎂質材料(MgO)熔化(hua)，變成氧(yang)化(hua)鎂熔體(ti)。要(yao)使氧(yang)化(hua)鎂熔融(rong)，必須(xu)消耗大量(liang)的(de)(de)熱(re)能，以克服離子(zi)間的(de)(de)引力。通過(guo)(guo)強大電(dian)弧產(chan)生高溫而熔化(hua)氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)方法(fa)(fa)叫做電(dian)弧熔融(rong)法(fa)(fa)。這個融(rong)化(hua)過(guo)(guo)程一般包括(kuo)熱(re)的(de)(de)傳(chuan)導、脫水、脫碳、熔化(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)長(chang)大等一系列物(wu)理化(hua)學變化(hua)的(de)(de)過(guo)(guo)程。

①脫水(shui)過(guo)程。用(yong)水(shui)鎂石作原料(liao)有一脫水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂石的主要成(cheng)分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)。用(yong)菱(ling)(ling)鎂(mei)礦作為原(yuan)料時有一(yi)個(ge)脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)包(bao)括(kuo)兩個(ge)方面(mian)。一(yi)方面(mian)是菱(ling)(ling)鎂(mei)礦石的(de)熱分解，菱(ling)(ling)鎂(mei)礦石的(de)主要成(cheng)分是碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面(mian)，由(you)于在電(dian)(dian)熔過程中往往在原料氧化鎂中加(jia)入石墨(mo)粉(fen)末添加(jia)物(助(zhu)劑)，在電(dian)(dian)熔爐起動過程中需在三電(dian)(dian)極(石墨(mo)電(dian)(dian)極)的(de)下端用石墨(mo)粉(fen)末鋪成三角形或(huo)星形導線(xian)路，在通電(dian)(dian)過程中受(shou)熱燒(shao)(shao)損或(huo)完全燃燒(shao)(shao)除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)過程。熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)過程即氧(yang)化(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子(zi)和(he)氧(yang)離子(zi)在強電弧產生(sheng)的(de)(de)(de)熱能(neng)作用下，克服單(dan)晶體(ti)中的(de)(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)(de)束縛(fu)，變成能(neng)自由運動的(de)(de)(de)過程。也就(jiu)是說，氧(yang)化(hua)鎂(mei)加熱到(dao)一定溫(wen)度(熔(rong)(rong)(rong)(rong)點)就(jiu)會由固體(ti)變成液體(ti)，叫熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)。在這一過程中需消耗(hao)大量的(de)(de)(de)電能(neng)。據(ju)電熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)生(sheng)產者對用水鎂(mei)石(shi)作原料生(sheng)產電熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)熱平衡的(de)(de)(de)衡算，熱消耗(hao)的(de)(de)(de)比例如下：氧(yang)化(hua)鎂(mei)晶體(ti)生(sheng)成熱消耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮消耗(hao)熱值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成熱耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)熱值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)(lu)殼(ke)的(de)(de)(de)水耗(hao)熱值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)(lu)子(zi)表面(mian)散(san)熱值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走熱值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電能(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計(ji)數據(ju)可(ke)以看(kan)出，在電熔(rong)(rong)(rong)(rong)