電(dian)弧(hu)熔(rong)爐生產電(dian)熔(rong)氧化鎂的工藝(yi)流程(cheng)主要包括：原料(liao)配(pei)料(liao)、電(dian)弧(hu)熔(rong)融、破碎、選別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁(ci)選、分類包裝等(deng)。

(1)原料

我國有豐(feng)富的優質菱鎂礦石，氧化鎂含(han)量(liang)高，又易于開采(cai)，因(yin)此，被廣泛用作(zuo)電(dian)熔氧化鎂的原(yuan)料。采(cai)用菱鎂石作(zuo)原(yuan)料，碳(tan)酸鎂分(fen)解產生CO2氣(qi)體，由于有大量(liang)氣(qi)體從(cong)爐(lu)內排出影響著電(dian)熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔(rong)氧化鎂的結晶帶(dai)的形成均有不(bu)利影(ying)響，由于大量(liang)塵(chen)料飛損，使物料損耗和能量(liang)消耗增(zeng)高(gao)，也惡化了車(che)間生產環境。但由于優質菱(ling)鎂礦石容易(yi)獲得，價格很低廉，所以，仍是我國電熔(rong)氧化鎂用得最(zui)多最(zui)廣(guang)泛的原(yuan)料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石中氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)含(han)量高低(di)和化(hua)(hua)(hua)學成分(fen)直接(jie)影響到電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)質量，同時在電(dian)熔過程中也直接(jie)影響到電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)得到的(de)(de)品級比(bi)例，因此，為(wei)了保(bao)證電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)質量和品級比(bi)例，必須對各種礦(kuang)石進行適當的(de)(de)配比(bi)后進行熔煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石。我國的(de)遼寧省(sheng)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石的(de)礦源(yuan)非常豐(feng)富，水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石中氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦石。它也(ye)是一種制造電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)原料(liao)，部(bu)分(fen)地(di)區水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石的(de)化(hua)學(xue)成分(fen)見表2。

表2水鎂石(shi)的(de)化(hua)學成分/%

③輕燒氧(yang)化鎂。以(yi)輕燒氧(yang)化鎂作為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂原料，可以(yi)使生產環境得到改善，可以(yi)降低運輸費用(yong)。由于電(dian)(dian)熔(rong)時排出氣(qi)體少，成分(fen)也較(jiao)均勻，對提高電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂質量有(you)利(li)。

我國有(you)一些電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)以輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)制成(cheng)球料(liao)入爐電(dian)熔(rong)。輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)的氧(yang)化鎂(mei)含量(liang)達到(dao)98%，以此料(liao)能生產(chan)出白色大結晶(jing)電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)。但由于成(cheng)球費用高(gao)，影響(xiang)生產(chan)成(cheng)本。目前(qian)，有(you)的廠家采用反射爐輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)，以一定的粒(li)度加入熔(rong)爐電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)的質量(liang)比用菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)好，成(cheng)本又(you)比用球料(liao)作(zuo)原料(liao)時(shi)便宜，因而得到(dao)了一定的推(tui)廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)了某(mou)些電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)特(te)殊要求，有時必須在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)過程中采(cai)用(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)原料，如采(cai)用(yong)(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)原料，一般首先利(li)用(yong)(yong)處理海水(shui)和石灰乳(ru)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)生產氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將(jiang)氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其(qi)(qi)他方法(fa)也(ye)可以制(zhi)得(de)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)制(zhi)取方法(fa))，采(cai)用(yong)(yong)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)原料生產電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研究(jiu)認為(wei)(wei)，極少量的(de)雜(za)質氣(qi)體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬(shu)于(yu)晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)雜(za)質，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)長大。因為(wei)(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)在(zai)(zai)于(yu)增加晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)運動所需的(de)能(neng)(neng)量。當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)能(neng)(neng)量降低，其(qi)(qi)降低量與(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)(jie)面積成正比(bi)，所以必須提高晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)能(neng)(neng)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)才能(neng)(neng)離開第二相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動。并且(qie)當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)(jie)面積相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)必須變形，第二相(xiang)(xiang)(xiang)數量愈多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒長大的(de)極限尺寸愈小。

另一方面(mian)為了降低(di)電熔(rong)凝氧化(hua)鎂的(de)顯氣孔率，也應盡量減少(shao)原料(liao)氧化(hua)鎂的(de)氣體(ti)排(pai)出，因此，采用(yong)燒結鎂砂(sha)電熔(rong)有其(qi)顯著優點。

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

(3)電弧熔融

這些特(te)性是(shi)同原(yuan)子(zi)和分子(zi)的(de)量(liang)(liang)子(zi)力(li)學本性如離子(zi)半徑的(de)尺寸(cun)，離子(zi)的(de)電(dian)(dian)位數值，離子(zi)的(de)電(dian)(dian)子(zi)外層結(jie)構等相關聯。而氧化鎂的(de)離子(zi)尺寸(cun)、質量(liang)(liang)和電(dian)(dian)荷(he)、陽離子(zi)和陰離子(zi)之間的(de)結(jie)合(he)特(te)性和強度、離子(zi)的(de)極化作用、結(jie)晶構造等決定(ding)它是(shi)一高熔點化合(he)物(wu)。

氧化鎂的(de)熔(rong)點(dian)和結構(gou)參數：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(dian)2800℃。

電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制造的(de)(de)最重要(yao)過(guo)(guo)(guo)程是(shi)由各(ge)種(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)質(zhi)(zhi)原料(liao)，通過(guo)(guo)(guo)各(ge)種(zhong)形(xing)式的(de)(de)加熱方法產生(sheng)高(gao)(gao)溫使鎂(mei)(mei)(mei)質(zhi)(zhi)材料(liao)(MgO)熔化(hua)(hua)，變成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔體。要(yao)使氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔融，必須消耗(hao)大(da)(da)(da)量的(de)(de)熱能，以克服離子間的(de)(de)引力。通過(guo)(guo)(guo)強大(da)(da)(da)電(dian)弧(hu)(hu)產生(sheng)高(gao)(gao)溫而熔化(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)方法叫做電(dian)弧(hu)(hu)熔融法。這(zhe)個融化(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)程一般包括熱的(de)(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔化(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大(da)(da)(da)等一系列物(wu)理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)(guo)(guo)程。

①脫(tuo)水過(guo)程(cheng)。用水鎂石作原料有一脫(tuo)水過(guo)程(cheng)。水鎂石的主要成分是(shi)氫氧化(hua)鎂Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)水過(guo)程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程。用菱鎂礦作(zuo)為原料時有(you)一(yi)個(ge)脫碳(tan)過程，脫碳(tan)過程包括兩(liang)個(ge)方(fang)面。一(yi)方(fang)面是菱鎂礦石的熱分(fen)解，菱鎂礦石的主要成分(fen)是碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方(fang)面，由于在(zai)(zai)電(dian)(dian)熔過(guo)程中(zhong)(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)(zai)原(yuan)料氧化鎂中(zhong)(zhong)加(jia)入石(shi)墨(mo)粉(fen)末(mo)(mo)添加(jia)物(wu)(助劑)，在(zai)(zai)電(dian)(dian)熔爐起動過(guo)程中(zhong)(zhong)需在(zai)(zai)三電(dian)(dian)極(ji)(石(shi)墨(mo)電(dian)(dian)極(ji))的下端用石(shi)墨(mo)粉(fen)末(mo)(mo)鋪(pu)成三角(jiao)形或星形導線路，在(zai)(zai)通電(dian)(dian)過(guo)程中(zhong)(zhong)受熱燒損或完全燃燒除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化過(guo)(guo)程。熔(rong)化過(guo)(guo)程即氧化鎂(mei)中鎂(mei)離子和氧離子在強電(dian)弧(hu)產(chan)(chan)(chan)生的熱(re)(re)(re)能(neng)(neng)作用下，克服(fu)單晶體(ti)中的晶格能(neng)(neng)的束縛，變(bian)成(cheng)(cheng)(cheng)能(neng)(neng)自(zi)由(you)運動(dong)的過(guo)(guo)程。也就是說(shuo)，氧化鎂(mei)加熱(re)(re)(re)到(dao)一定溫(wen)度(熔(rong)點)就會(hui)由(you)固體(ti)變(bian)成(cheng)(cheng)(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)化。在這一過(guo)(guo)程中需消耗(hao)(hao)大量的電(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)熔(rong)凝氧化鎂(mei)生產(chan)(chan)(chan)者對用水(shui)鎂(mei)石作原(yuan)料(liao)生產(chan)(chan)(chan)電(dian)熔(rong)凝氧化鎂(mei)的熱(re)(re)(re)平衡(heng)的衡(heng)算，熱(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)的比(bi)例如下：氧化鎂(mei)晶體(ti)生成(cheng)(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生成(cheng)(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)(leng)卻水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)(leng)卻爐殼(ke)的水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)3.2%，從(cong)這些統計數據可以看出，在電(dian)熔(rong)