電弧熔(rong)爐生產電熔(rong)氧化鎂(mei)的工藝流程主要包括：原料配料、電弧熔(rong)融、破碎、選(xuan)別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選(xuan)、分類包裝等。

(1)原料

我(wo)國有(you)豐(feng)富(fu)的(de)優質菱(ling)鎂礦石(shi)，氧化鎂含量高(gao)，又易于(yu)開(kai)采，因此，被廣泛用(yong)作電熔(rong)氧化鎂的(de)原料。采用(yong)菱(ling)鎂石(shi)作原料，碳(tan)酸鎂分(fen)解產生CO2氣體，由于(yu)有(you)大量氣體從爐內排出(chu)影響著(zhu)電熔(rong)過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)鎂的結(jie)晶帶(dai)的形成均有不利影響，由(you)于(yu)大量(liang)塵(chen)料飛損，使物料損耗和能量(liang)消耗增高，也惡化(hua)了(le)車間生產環境。但由(you)于(yu)優(you)質菱鎂礦石容易獲得(de)，價格很低廉，所以，仍(reng)是我國電熔氧化(hua)鎂用得(de)最多最廣泛的原(yuan)料。

(2)配料

①菱鎂礦。菱鎂礦石中氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)含量(liang)高低(di)和(he)化(hua)(hua)學成分直(zhi)接影響到(dao)電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)質(zhi)量(liang)，同時在(zai)電熔(rong)過程中也直(zhi)接影響到(dao)電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂得到(dao)的(de)(de)品級比(bi)例，因(yin)此，為了保證電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)質(zhi)量(liang)和(he)品級比(bi)例，必須對(dui)各種礦石進行(xing)適當的(de)(de)配(pei)比(bi)后進行(xing)熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)。我(wo)國的遼寧(ning)省水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的礦源非常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)中氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)(shi)。它(ta)也是一種制造(zao)電熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的原料，部分地區水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的化(hua)學成分見表2。

表(biao)2水鎂石的化(hua)學成分/%

③輕燒氧(yang)化(hua)鎂。以(yi)輕燒氧(yang)化(hua)鎂作為電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂原料，可(ke)以(yi)使(shi)生產環(huan)境得(de)到(dao)改善，可(ke)以(yi)降低運輸費(fei)用。由于電(dian)熔時排出氣(qi)體(ti)少，成(cheng)分也較(jiao)均勻，對(dui)提(ti)高電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂質量有利。

我國有(you)一(yi)(yi)些(xie)電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)以輕燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)制成球(qiu)料入爐電(dian)熔(rong)。輕燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的氧化(hua)(hua)鎂(mei)含量(liang)達到(dao)(dao)98%，以此料能(neng)生產(chan)出白色大結晶電(dian)熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于成球(qiu)費用高，影響(xiang)生產(chan)成本。目前，有(you)的廠家(jia)采用反射爐輕燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)，以一(yi)(yi)定的粒度加(jia)入熔(rong)爐電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的質量(liang)比用菱鎂(mei)礦(kuang)石好，成本又比用球(qiu)料作(zuo)原料時便宜(yi)，因而得到(dao)(dao)了一(yi)(yi)定的推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了某些電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)特殊要求，有時(shi)(shi)必(bi)須在電熔(rong)(rong)(rong)過程中采(cai)用(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)電熔(rong)(rong)(rong)原料(liao)，如采(cai)用(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)電熔(rong)(rong)(rong)原料(liao)，一般首(shou)先利(li)用(yong)處理海水(shui)和石灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)生產(chan)氫氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，將(jiang)氫氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)其他(ta)方(fang)法(fa)也(ye)可以(yi)制得輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)制取方(fang)法(fa))，采(cai)用(yong)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)原料(liao)生產(chan)電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)研(yan)究認為(wei)，極(ji)少量的(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)氣體(相)也(ye)屬于晶(jing)體的(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)，可明顯影響(xiang)晶(jing)粒的(de)(de)(de)長(chang)(chang)大。因為(wei)雜(za)質(zhi)相的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)在于增加晶(jing)界(jie)運(yun)(yun)動所需(xu)的(de)(de)(de)能(neng)量。當晶(jing)界(jie)與(yu)(yu)第二(er)相相遇(yu)時(shi)(shi)，晶(jing)體能(neng)量降低，其降低量與(yu)(yu)第二(er)相橫截(jie)面(mian)積成正比，所以(yi)必(bi)須提高(gao)晶(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)才(cai)能(neng)離(li)開第二(er)相繼(ji)續運(yun)(yun)動。并且(qie)當晶(jing)界(jie)與(yu)(yu)第二(er)相相遇(yu)時(shi)(shi)，與(yu)(yu)第二(er)相橫截(jie)面(mian)積相等(deng)的(de)(de)(de)晶(jing)界(jie)必(bi)須變形，第二(er)相數量愈多，晶(jing)粒長(chang)(chang)大的(de)(de)(de)極(ji)限尺寸(cun)愈小(xiao)。

另(ling)一方(fang)面為了降(jiang)低(di)電熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)顯氣(qi)(qi)孔(kong)率，也應盡量減少原料(liao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)氣(qi)(qi)體排出，因此，采用燒(shao)結鎂(mei)砂(sha)電熔有其(qi)顯著優(you)點。

⑤電(dian)熔氧化鎂單晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性(xing)(xing)是(shi)同原(yuan)子(zi)和(he)分子(zi)的量子(zi)力學本(ben)性(xing)(xing)如離子(zi)半徑(jing)的尺(chi)寸，離子(zi)的電(dian)位(wei)數(shu)值，離子(zi)的電(dian)子(zi)外(wai)層結構等相關聯。而氧化鎂的離子(zi)尺(chi)寸、質量和(he)電(dian)荷、陽離子(zi)和(he)陰(yin)離子(zi)之間的結合(he)特性(xing)(xing)和(he)強(qiang)度(du)、離子(zi)的極化作用、結晶構造等決(jue)定它是(shi)一高(gao)熔點化合(he)物。

氧化(hua)鎂(mei)的熔點和(he)結(jie)構參數：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配位(wei)數6;有(you)效配位(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)最重要過程是由各(ge)種(zhong)鎂(mei)(mei)質原料，通(tong)過各(ge)種(zhong)形式的(de)加(jia)熱(re)方法產(chan)生(sheng)高溫使鎂(mei)(mei)質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)體。要使氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)融，必須消耗大(da)量(liang)的(de)熱(re)能，以克服離子間的(de)引(yin)力(li)。通(tong)過強大(da)電弧產(chan)生(sheng)高溫而熔(rong)化(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)方法叫做電弧熔(rong)融法。這個融化(hua)(hua)過程一般包括熱(re)的(de)傳(chuan)導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析(xi)晶、晶體長大(da)等一系列(lie)物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)過程。

①脫水(shui)過程(cheng)(cheng)(cheng)。用(yong)水(shui)鎂石(shi)作原料有一脫水(shui)過程(cheng)(cheng)(cheng)。水(shui)鎂石(shi)的主要(yao)成分是(shi)氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過程(cheng)(cheng)(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過(guo)程。用菱鎂(mei)礦作為原料時有(you)一(yi)個脫(tuo)碳過(guo)程，脫(tuo)碳過(guo)程包括兩個方(fang)面。一(yi)方(fang)面是(shi)菱鎂(mei)礦石的熱分解，菱鎂(mei)礦石的主要成分是(shi)碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在電(dian)(dian)熔(rong)過程中(zhong)(zhong)往往在原(yuan)料氧化鎂(mei)中(zhong)(zhong)加入石(shi)(shi)墨(mo)(mo)粉末添加物(助(zhu)劑)，在電(dian)(dian)熔(rong)爐起(qi)動過程中(zhong)(zhong)需(xu)在三(san)(san)電(dian)(dian)極(石(shi)(shi)墨(mo)(mo)電(dian)(dian)極)的下端(duan)用(yong)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)粉末鋪成三(san)(san)角形(xing)或星形(xing)導線路(lu)，在通電(dian)(dian)過程中(zhong)(zhong)受熱(re)燒損或完全(quan)燃燒除去石(shi)(shi)墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化過(guo)程。熔(rong)(rong)化過(guo)程即(ji)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)(mei)離(li)子和氧(yang)(yang)(yang)離(li)子在(zai)強電(dian)(dian)(dian)弧產(chan)生(sheng)(sheng)的熱(re)(re)能(neng)作用(yong)(yong)下，克服單晶(jing)體(ti)中的晶(jing)格能(neng)的束縛(fu)，變成(cheng)能(neng)自(zi)由(you)運動的過(guo)程。也就是說，氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)加熱(re)(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)點)就會由(you)固體(ti)變成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)(rong)化。在(zai)這一過(guo)程中需消(xiao)耗大(da)量的電(dian)(dian)(dian)能(neng)。據電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)者對用(yong)(yong)水鎂(mei)(mei)(mei)石作原料生(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的熱(re)(re)平衡的衡算，熱(re)(re)消(xiao)耗的比例(li)如下：氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)晶(jing)體(ti)生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)消(xiao)耗值34.9%，渣皮消(xiao)耗熱(re)(re)值15.3%，散砂(sha)生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)耗值3.0%，冷卻水耗熱(re)(re)值8.4%，冷卻爐殼的水耗熱(re)(re)值7.9%，爐子表面散熱(re)(re)值6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值28.8%。電(dian)(dian)(dian)能(neng)損失值3.2%，從(cong)這些(xie)統計數據可以看(kan)出，在(zai)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)