電(dian)弧熔(rong)爐生產電(dian)熔(rong)氧化鎂的工(gong)藝(yi)流程主要包括：原料配料、電(dian)弧熔(rong)融、破碎、選(xuan)別、粉碎、篩別、磁選(xuan)、分類(lei)包裝等(deng)。

(1)原料

我國(guo)有(you)豐富的(de)(de)優(you)質(zhi)菱鎂(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)含量高，又易于開采(cai)，因此，被廣泛用作電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)原料。采(cai)用菱鎂(mei)石作原料，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣(qi)體(ti)，由于有(you)大量氣(qi)體(ti)從爐(lu)內排(pai)出影響(xiang)著電熔(rong)過程的(de)(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂(mei)的結晶帶(dai)的形(xing)成均有不(bu)利影響，由(you)于大量塵料(liao)(liao)飛損，使物料(liao)(liao)損耗(hao)和(he)能量消(xiao)耗(hao)增高，也惡化了車間生產環境。但(dan)由(you)于優質菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)容易獲得，價(jia)格很低廉(lian)，所以，仍是(shi)我國電熔氧化鎂(mei)用得最多最廣泛(fan)的原料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)石中氧化鎂(mei)的(de)含量高低和(he)化學(xue)成分(fen)直接影響到電(dian)熔凝氧化鎂(mei)的(de)質量，同(tong)時在電(dian)熔過程中也直接影響到電(dian)熔凝氧化鎂(mei)得到的(de)品級(ji)比(bi)(bi)例(li)，因此，為了保(bao)證電(dian)熔凝氧化鎂(mei)的(de)質量和(he)品級(ji)比(bi)(bi)例(li)，必須對(dui)各種礦(kuang)石進行適當的(de)配比(bi)(bi)后進行熔煉(lian)。

②水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)。我國的遼寧(ning)省水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的礦源非常(chang)豐富，水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)中(zhong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)(shi)。它也(ye)是一種制造電(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的原料，部分地區水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的化學成分見表2。

表2水鎂(mei)石的(de)化學成分(fen)/%

③輕燒氧化鎂(mei)(mei)(mei)。以(yi)輕燒氧化鎂(mei)(mei)(mei)作為電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)(mei)原料，可以(yi)使生產環(huan)境(jing)得到(dao)改善，可以(yi)降低運輸費用。由于電(dian)熔(rong)時排出氣體少，成分也較(jiao)均勻，對提高電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)(mei)質量有(you)利。

我國有一些電熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂以輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂制成球(qiu)(qiu)料(liao)入爐(lu)(lu)電熔(rong)(rong)。輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂的(de)氧化(hua)(hua)鎂含量(liang)達到98%，以此料(liao)能生產(chan)出(chu)白色大(da)結晶電熔(rong)(rong)氧化(hua)(hua)鎂。但由于成球(qiu)(qiu)費用(yong)高，影響(xiang)生產(chan)成本(ben)。目前，有的(de)廠家采用(yong)反射爐(lu)(lu)輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂，以一定的(de)粒度加入熔(rong)(rong)爐(lu)(lu)電熔(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)氧化(hua)(hua)鎂的(de)質量(liang)比(bi)用(yong)菱鎂礦石好，成本(ben)又比(bi)用(yong)球(qiu)(qiu)料(liao)作原料(liao)時便(bian)宜，因而得到了一定的(de)推(tui)廣(guang)。

④燒(shao)(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)砂(sha)(sha)。為(wei)了(le)某些電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)特殊要(yao)求，有時必須(xu)在電熔(rong)過程中采用(yong)(yong)燒(shao)(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為(wei)電熔(rong)原料(liao)(liao)，如采用(yong)(yong)海水鎂(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為(wei)電熔(rong)原料(liao)(liao)，一(yi)般首(shou)先利用(yong)(yong)處理海水和(he)石(shi)灰乳作(zuo)用(yong)(yong)生(sheng)產氫(qing)(qing)氧化(hua)鎂(mei)，將氫(qing)(qing)氧化(hua)鎂(mei)煅燒(shao)(shao)(shao)成輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)其(qi)他(ta)方法也可以制(zhi)(zhi)得輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)(詳見工業氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)制(zhi)(zhi)取方法)，采用(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)作(zuo)為(wei)原料(liao)(liao)生(sheng)產電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉(la)特爾(er)(Ruttere)等研究(jiu)認(ren)為(wei)，極少量(liang)的(de)(de)雜質氣體(相(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)體的(de)(de)雜質，可明顯影響晶(jing)粒的(de)(de)長大。因為(wei)雜質相(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)在于增加晶(jing)界運動所需(xu)的(de)(de)能量(liang)。當晶(jing)界與(yu)(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)體能量(liang)降低，其(qi)降低量(liang)與(yu)(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)(heng)截面積成正比，所以必須(xu)提高(gao)晶(jing)界能，晶(jing)界才能離開第二(er)相(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)界與(yu)(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與(yu)(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)(heng)截面積相(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)界必須(xu)變形，第二(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)粒長大的(de)(de)極限(xian)尺寸愈小。

另(ling)一方面為了降低(di)電熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)顯氣孔(kong)率(lv)，也應(ying)盡量減少原(yuan)料(liao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氣體排出，因此(ci)，采用燒結鎂(mei)(mei)砂(sha)電熔有其顯著優(you)點(dian)。

⑤電熔(rong)氧化鎂(mei)單晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性是(shi)(shi)同原子(zi)和(he)(he)分子(zi)的(de)(de)量子(zi)力學本(ben)性如離(li)子(zi)半徑的(de)(de)尺寸，離(li)子(zi)的(de)(de)電(dian)位數值，離(li)子(zi)的(de)(de)電(dian)子(zi)外(wai)層(ceng)結構(gou)等相關聯。而氧化(hua)鎂的(de)(de)離(li)子(zi)尺寸、質量和(he)(he)電(dian)荷(he)、陽離(li)子(zi)和(he)(he)陰離(li)子(zi)之間的(de)(de)結合(he)特性和(he)(he)強度、離(li)子(zi)的(de)(de)極化(hua)作用、結晶構(gou)造等決(jue)定它是(shi)(shi)一(yi)高熔點化(hua)合(he)物。

氧化(hua)鎂的(de)熔點和結(jie)構(gou)參數：陽離(li)子半徑0.074mm;陰離(li)子半徑0.53mm;結(jie)構(gou)類型NaCl;配位(wei)數6;有(you)效配位(wei)數8.5;密(mi)度(du)3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)最重(zhong)要(yao)過(guo)(guo)程是(shi)由各種鎂(mei)質原料(liao)，通過(guo)(guo)各種形式的(de)(de)加(jia)熱方法(fa)產(chan)生高溫使鎂(mei)質材(cai)料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變成氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)體。要(yao)使氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)融，必須(xu)消耗大量的(de)(de)熱能，以克服離子間的(de)(de)引力。通過(guo)(guo)強大電弧產(chan)生高溫而熔(rong)化(hua)(hua)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)方法(fa)叫做電弧熔(rong)融法(fa)。這(zhe)個融化(hua)(hua)過(guo)(guo)程一(yi)般包括熱的(de)(de)傳(chuan)導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析(xi)晶、晶體長大等一(yi)系(xi)列物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)(shui)過(guo)程(cheng)。用水(shui)(shui)鎂石作(zuo)原料(liao)有一脫(tuo)水(shui)(shui)過(guo)程(cheng)。水(shui)(shui)鎂石的(de)主要成分是氫(qing)氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)(shui)過(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)(guo)程。用(yong)菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)作(zuo)為(wei)原料時(shi)有一(yi)個脫碳過(guo)(guo)程，脫碳過(guo)(guo)程包(bao)括兩個方面。一(yi)方面是菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)石(shi)的(de)熱分解，菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)石(shi)的(de)主要成分是碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方(fang)面，由于在(zai)(zai)電熔(rong)(rong)過(guo)程中(zhong)(zhong)往往在(zai)(zai)原料氧化鎂中(zhong)(zhong)加入石墨粉末添(tian)加物(助劑)，在(zai)(zai)電熔(rong)(rong)爐(lu)起動過(guo)程中(zhong)(zhong)需在(zai)(zai)三電極(石墨電極)的下端用石墨粉末鋪(pu)成三角形或(huo)星形導線路，在(zai)(zai)通電過(guo)程中(zhong)(zhong)受熱(re)燒(shao)損(sun)或(huo)完全燃燒(shao)除(chu)去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過程。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過程即氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)離子(zi)和氧離子(zi)在強電弧產(chan)生(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)能作用下(xia)，克服單晶(jing)(jing)體(ti)中(zhong)的(de)(de)晶(jing)(jing)格能的(de)(de)束縛，變成(cheng)能自由(you)運(yun)動的(de)(de)過程。也就是說(shuo)，氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)加(jia)熱(re)(re)到(dao)一定溫(wen)度(熔(rong)(rong)(rong)點)就會(hui)由(you)固體(ti)變成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)。在這一過程中(zhong)需消(xiao)耗(hao)大量的(de)(de)電能。據電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)生(sheng)產(chan)者對用水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石作原料生(sheng)產(chan)電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)(re)平衡(heng)的(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)的(de)(de)比例(li)如下(xia)：氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)晶(jing)(jing)體(ti)生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)(leng)卻(que)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)(leng)卻(que)爐(lu)殼的(de)(de)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表面(mian)散(san)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電能損失(shi)值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數(shu)據可以看出(chu)，在電熔(rong)(rong)(rong)