電(dian)弧熔爐生產電(dian)熔氧(yang)化鎂的工藝流(liu)程主(zhu)要包括：原料(liao)配料(liao)、電(dian)弧熔融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分類包裝等。

(1)原料

我國有豐富的優質菱鎂礦(kuang)石，氧化鎂含量(liang)高(gao)，又易(yi)于開(kai)采，因(yin)此，被廣泛用(yong)作(zuo)電熔(rong)氧化鎂的原(yuan)料(liao)。采用(yong)菱鎂石作(zuo)原(yuan)料(liao)，碳酸鎂分(fen)解產生CO2氣體，由于有大量(liang)氣體從爐內排出(chu)影(ying)響著電熔(rong)過程(cheng)的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)的結(jie)晶帶的形成(cheng)均有不(bu)利影響(xiang)，由于大量塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗和能(neng)量消耗增高(gao)，也惡化(hua)了(le)車間生產環境(jing)。但由于優質(zhi)菱鎂(mei)(mei)礦石容易獲得，價格很低廉，所以，仍是我(wo)國電熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)用得最多(duo)最廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)中(zhong)氧化(hua)鎂(mei)的(de)含量高低和化(hua)學成分直(zhi)接影(ying)響(xiang)到電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量，同時在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)過程中(zhong)也直(zhi)接影(ying)響(xiang)到電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)鎂(mei)得到的(de)品級比(bi)例，因此(ci)，為了保(bao)證電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量和品級比(bi)例，必須對各種礦(kuang)石(shi)(shi)進行(xing)適(shi)當的(de)配比(bi)后進行(xing)熔(rong)(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)石。我國的(de)(de)遼(liao)寧(ning)省水鎂(mei)(mei)石的(de)(de)礦源非常豐富，水鎂(mei)(mei)石中氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量高于菱鎂(mei)(mei)礦石。它也是一種(zhong)制造電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)原料，部(bu)分地區水鎂(mei)(mei)石的(de)(de)化(hua)學成分見表2。

表2水鎂石的化(hua)學成(cheng)分/%

③輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。以輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)作為電(dian)(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)原料，可以使(shi)生產環(huan)境得到改善，可以降低運輸費用。由于電(dian)(dian)熔時(shi)排出(chu)氣體少，成(cheng)分也較(jiao)均勻，對提高電(dian)(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)質量(liang)有利。

我國(guo)有一(yi)些(xie)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)以輕(qing)燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)制成球料(liao)(liao)入爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)。輕(qing)燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)含(han)量(liang)達到(dao)(dao)98%，以此(ci)料(liao)(liao)能生(sheng)產(chan)出白色大結晶電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。但(dan)由于成球費用(yong)高，影(ying)響生(sheng)產(chan)成本(ben)。目前，有的廠家采用(yong)反射(she)爐(lu)輕(qing)燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)，以一(yi)定的粒(li)度加(jia)入熔(rong)(rong)爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的質量(liang)比(bi)(bi)用(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)礦石好(hao)，成本(ben)又比(bi)(bi)用(yong)球料(liao)(liao)作(zuo)原料(liao)(liao)時便(bian)宜，因而得到(dao)(dao)了一(yi)定的推廣。

④燒結(jie)鎂(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了某些電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)特殊要求，有時必(bi)須(xu)在電(dian)熔過程中采用(yong)(yong)燒結(jie)鎂(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔原料(liao)(liao)(liao)，如采用(yong)(yong)海水(shui)鎂(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔原料(liao)(liao)(liao)，一般首先利(li)用(yong)(yong)處理(li)海水(shui)和石灰乳作(zuo)用(yong)(yong)生產氫(qing)氧(yang)(yang)化鎂(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)化鎂(mei)煅燒成(cheng)輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)。用(yong)(yong)其(qi)他方法(fa)(fa)也(ye)(ye)可以制(zhi)得輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)(詳見工(gong)業氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)制(zhi)取方法(fa)(fa))，采用(yong)(yong)輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原料(liao)(liao)(liao)生產電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)(wei)，極少量(liang)的(de)雜(za)質(zhi)(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang))也(ye)(ye)屬于晶(jing)體(ti)的(de)雜(za)質(zhi)(zhi)，可明顯影響晶(jing)粒(li)的(de)長大(da)。因為(wei)(wei)雜(za)質(zhi)(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)用(yong)(yong)在于增加(jia)晶(jing)界(jie)運動所(suo)需的(de)能量(liang)。當(dang)晶(jing)界(jie)與(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)體(ti)能量(liang)降低，其(qi)降低量(liang)與(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)橫截面積成(cheng)正比，所(suo)以必(bi)須(xu)提高(gao)晶(jing)界(jie)能，晶(jing)界(jie)才能離開第二(er)相(xiang)(xiang)繼(ji)續運動。并且當(dang)晶(jing)界(jie)與(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)界(jie)必(bi)須(xu)變形，第二(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)愈(yu)多，晶(jing)粒(li)長大(da)的(de)極限尺寸愈(yu)小。

另一(yi)方面為了降低(di)電熔凝氧化鎂的(de)顯氣(qi)孔率，也應盡量減少原料氧化鎂的(de)氣(qi)體排(pai)出，因此，采用(yong)燒結(jie)鎂砂電熔有其顯著(zhu)優點。

⑤電熔氧(yang)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)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)力學本性如離(li)(li)(li)子(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺寸(cun)，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電位數值，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)外層結(jie)構等相關聯。而氧化鎂的(de)(de)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)尺寸(cun)、質量和(he)電荷、陽(yang)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)和(he)陰(yin)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)(de)結(jie)合特性和(he)強度、離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)極化作用、結(jie)晶(jing)構造等決定它(ta)是一高(gao)熔點化合物。

氧化鎂(mei)的熔(rong)點和結構(gou)參(can)數：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配位數6;有效(xiao)配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)凝氧化鎂(mei)制造的(de)最(zui)重要過(guo)程(cheng)(cheng)是由各種(zhong)鎂(mei)質原料(liao)，通過(guo)各種(zhong)形式的(de)加(jia)熱方(fang)法產生高(gao)溫使鎂(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)化，變(bian)成(cheng)氧化鎂(mei)熔(rong)體(ti)。要使氧化鎂(mei)熔(rong)融，必須消(xiao)耗大量的(de)熱能，以(yi)克(ke)服離子間(jian)的(de)引力(li)。通過(guo)強大電弧產生高(gao)溫而熔(rong)化氧化鎂(mei)的(de)方(fang)法叫做電弧熔(rong)融法。這個融化過(guo)程(cheng)(cheng)一般包括熱的(de)傳導、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)化、析晶、晶體(ti)長大等一系(xi)列物理化學變(bian)化的(de)過(guo)程(cheng)(cheng)。

①脫水(shui)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。用水(shui)鎂石作原料有一脫水(shui)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。水(shui)鎂石的主(zhu)要成分(fen)是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過程(cheng)(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)(mei)礦作(zuo)為原料時(shi)有一個脫(tuo)碳過程(cheng)(cheng)，脫(tuo)碳過程(cheng)(cheng)包括(kuo)兩個方(fang)面(mian)。一方(fang)面(mian)是菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)的(de)熱(re)分(fen)(fen)解，菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)的(de)主要成分(fen)(fen)是碳酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面，由于在(zai)電熔過程(cheng)中往往在(zai)原料(liao)氧化鎂中加入石(shi)(shi)墨粉末添(tian)加物(助劑(ji))，在(zai)電熔爐(lu)起動過程(cheng)中需在(zai)三(san)電極(ji)(石(shi)(shi)墨電極(ji))的下(xia)端(duan)用石(shi)(shi)墨粉末鋪(pu)成三(san)角形(xing)或(huo)星(xing)形(xing)導(dao)線路，在(zai)通電過程(cheng)中受熱(re)燒損或(huo)完(wan)全燃燒除去石(shi)(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化過程(cheng)。熔(rong)化過程(cheng)即氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)中(zhong)(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)離(li)子和氧(yang)離(li)子在(zai)強電(dian)弧產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)熱(re)能(neng)(neng)作(zuo)用下，克服單晶(jing)(jing)體(ti)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)格能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)束縛，變成(cheng)能(neng)(neng)自由運動(dong)的(de)(de)(de)(de)過程(cheng)。也就是說，氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)加熱(re)到一定溫(wen)度(熔(rong)點)就會由固體(ti)變成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)化。在(zai)這一過程(cheng)中(zhong)(zhong)需(xu)消耗(hao)大量的(de)(de)(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)。據(ju)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)生(sheng)產(chan)者對用水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石作(zuo)原(yuan)料生(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)熱(re)平衡的(de)(de)(de)(de)衡算，熱(re)消耗(hao)的(de)(de)(de)(de)比例如下：氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)晶(jing)(jing)體(ti)生(sheng)成(cheng)熱(re)消耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮(pi)消耗(hao)熱(re)值(zhi)15.3%，散砂(sha)生(sheng)成(cheng)熱(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)熱(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)(de)(de)水(shui)耗(hao)熱(re)值(zhi)7.9%，爐子表面(mian)散熱(re)值(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走熱(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)3.2%，從(cong)這些(xie)統計數(shu)據(ju)可以看(kan)出，在(zai)電(dian)熔(rong)