電弧熔(rong)(rong)爐生產電熔(rong)(rong)氧化鎂的工(gong)藝流程主(zhu)要包(bao)括：原料(liao)配料(liao)、電弧熔(rong)(rong)融、破碎(sui)、選別(bie)、粉(fen)碎(sui)、篩別(bie)、磁選、分類(lei)包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富的優質菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石，氧化鎂(mei)(mei)含量高(gao)，又易于開采，因此(ci)，被廣泛用作電熔氧化鎂(mei)(mei)的原(yuan)料(liao)。采用菱(ling)鎂(mei)(mei)石作原(yuan)料(liao)，碳(tan)酸(suan)鎂(mei)(mei)分(fen)解產(chan)生CO2氣(qi)體，由于有大量氣(qi)體從爐(lu)內(nei)排(pai)出影響著(zhu)電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧化(hua)鎂的(de)結(jie)晶帶(dai)的(de)形成均有不利影響，由于大量(liang)塵料飛(fei)損，使物料損耗和能量(liang)消耗增高，也惡化(hua)了車(che)間生產環境。但(dan)由于優質(zhi)菱鎂礦石(shi)容易獲得，價(jia)格很低廉，所以，仍是我國電(dian)熔氧化(hua)鎂用得最多最廣泛(fan)的(de)原(yuan)料。

(2)配料

①菱鎂礦。菱鎂礦石(shi)中氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)含(han)量高(gao)低和(he)化(hua)(hua)學成分(fen)直接(jie)影響(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)質量，同時在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)過程中也直接(jie)影響(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂得(de)到(dao)的(de)(de)品(pin)級比例，因(yin)此，為(wei)了保證電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)質量和(he)品(pin)級比例，必須對各種礦石(shi)進(jin)行適(shi)當的(de)(de)配比后進(jin)行熔(rong)(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石。我(wo)國的(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石的(de)礦源非常豐富(fu)，水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石中氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)含量高于(yu)菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦石。它也(ye)是一種制造電熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)原料，部分地區(qu)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石的(de)化學成(cheng)分見表2。

表2水(shui)鎂石的化學成分/%

③輕燒氧化鎂(mei)(mei)。以輕燒氧化鎂(mei)(mei)作為電(dian)熔氧化鎂(mei)(mei)原(yuan)料(liao)，可以使生(sheng)產環境得(de)到改善，可以降低運輸(shu)費用。由于電(dian)熔時排(pai)出氣體少，成分也較均勻，對提高電(dian)熔氧化鎂(mei)(mei)質量有利。

我國(guo)有(you)一(yi)些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)以(yi)(yi)輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)制成(cheng)球料入爐電(dian)(dian)熔(rong)。輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)的氧化(hua)鎂(mei)含量達到98%，以(yi)(yi)此料能生(sheng)產出(chu)白色大結晶電(dian)(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)。但(dan)由于成(cheng)球費用高，影響生(sheng)產成(cheng)本。目(mu)前，有(you)的廠家采用反射爐輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)，以(yi)(yi)一(yi)定(ding)的粒度加入熔(rong)爐電(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)的質(zhi)量比用菱鎂(mei)礦石好，成(cheng)本又比用球料作原料時(shi)便宜，因而(er)得到了(le)一(yi)定(ding)的推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了某些(xie)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)特殊要求，有時必(bi)須(xu)在電(dian)(dian)熔(rong)過程中采(cai)用(yong)(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原料，如(ru)采(cai)用(yong)(yong)(yong)海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原料，一般首先利用(yong)(yong)(yong)處理(li)海(hai)水(shui)和(he)石灰乳(ru)作用(yong)(yong)(yong)生產(chan)氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)(yong)其他方法(fa)也(ye)可(ke)以制(zhi)得輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見(jian)工業氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)制(zhi)取方法(fa))，采(cai)用(yong)(yong)(yong)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作為(wei)原料生產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等(deng)研究(jiu)認為(wei)，極少量(liang)的(de)(de)雜質氣體(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)體的(de)(de)雜質，可(ke)明顯影響晶(jing)粒(li)的(de)(de)長(chang)大。因為(wei)雜質相(xiang)(xiang)的(de)(de)作用(yong)(yong)(yong)在于增加晶(jing)界運動(dong)所(suo)需(xu)的(de)(de)能量(liang)。當(dang)晶(jing)界與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)體能量(liang)降低(di)，其降低(di)量(liang)與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積成正比，所(suo)以必(bi)須(xu)提高(gao)晶(jing)界能，晶(jing)界才能離(li)開第二(er)(er)相(xiang)(xiang)繼續(xu)運動(dong)。并且(qie)當(dang)晶(jing)界與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積相(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)晶(jing)界必(bi)須(xu)變形(xing)，第二(er)(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)粒(li)長(chang)大的(de)(de)極限尺寸(cun)愈小。

另一(yi)方(fang)面為(wei)了降低電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)的顯氣孔率，也應(ying)盡量(liang)減少原(yuan)料氧(yang)化鎂(mei)的氣體(ti)排出，因此，采(cai)用燒結鎂(mei)砂電熔(rong)有(you)其顯著優點(dian)。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶的(de)化(hua)學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特性是同原子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)(zi)力(li)學本性如離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)半(ban)徑的(de)(de)尺寸，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電位數值，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)外層(ceng)結(jie)構等相關聯(lian)。而氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸、質量和(he)(he)電荷、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)(he)陰離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)結(jie)合(he)特性和(he)(he)強度、離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極化(hua)作用(yong)、結(jie)晶(jing)構造等決(jue)定它是一(yi)高熔點(dian)化(hua)合(he)物。

氧化(hua)鎂的熔點(dian)(dian)和結構(gou)參數(shu)：陽(yang)離子(zi)半(ban)徑0.074mm;陰離子(zi)半(ban)徑0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配(pei)位數(shu)6;有(you)效(xiao)配(pei)位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)(dian)2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的最重要(yao)過(guo)程是由各(ge)種鎂(mei)(mei)質原(yuan)料(liao)，通(tong)過(guo)各(ge)種形式的加熱(re)方法(fa)產生高溫(wen)使鎂(mei)(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變成(cheng)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)體。要(yao)使氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)融，必須消耗大(da)量的熱(re)能，以克服離(li)子間(jian)的引力。通(tong)過(guo)強大(da)電(dian)弧(hu)產生高溫(wen)而熔(rong)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的方法(fa)叫(jiao)做(zuo)電(dian)弧(hu)熔(rong)融法(fa)。這(zhe)個融化(hua)(hua)過(guo)程一(yi)般(ban)包括熱(re)的傳導(dao)、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體長大(da)等一(yi)系列物理(li)化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的過(guo)程。

①脫水(shui)(shui)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。用水(shui)(shui)鎂石(shi)作原料有一脫水(shui)(shui)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。水(shui)(shui)鎂石(shi)的(de)主要成分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其(qi)脫水(shui)(shui)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程(cheng)。用菱鎂(mei)礦作為原料時有(you)一個脫碳過程(cheng)，脫碳過程(cheng)包括(kuo)兩個方面。一方面是菱鎂(mei)礦石(shi)的熱分解，菱鎂(mei)礦石(shi)的主(zhu)要成分是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電(dian)熔過(guo)程(cheng)中往(wang)往(wang)在(zai)原料(liao)氧化鎂中加入石墨粉末(mo)(mo)添加物(助劑)，在(zai)電(dian)熔爐起動過(guo)程(cheng)中需在(zai)三電(dian)極(ji)(石墨電(dian)極(ji))的(de)下(xia)端用(yong)石墨粉末(mo)(mo)鋪成三角形或(huo)星形導線路，在(zai)通電(dian)過(guo)程(cheng)中受熱燒損(sun)或(huo)完(wan)全燃燒除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過程(cheng)。熔(rong)化(hua)過程(cheng)即氧化(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離(li)子和(he)氧離(li)子在(zai)強電(dian)弧產(chan)生的熱(re)能作用下(xia)，克服單晶體中的晶格能的束縛，變成能自由運動的過程(cheng)。也就是(shi)說，氧化(hua)鎂(mei)加(jia)熱(re)到一定溫度(熔(rong)點(dian))就會由固體變成液體，叫熔(rong)化(hua)。在(zai)這(zhe)一過程(cheng)中需消(xiao)耗大量的電(dian)能。據電(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)鎂(mei)生產(chan)者對用水(shui)鎂(mei)石作原(yuan)料生產(chan)電(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)鎂(mei)的熱(re)平衡(heng)的衡(heng)算，熱(re)消(xiao)耗的比例(li)如下(xia)：氧化(hua)鎂(mei)晶體生成熱(re)消(xiao)耗值34.9%，渣皮消(xiao)耗熱(re)值15.3%，散砂生成熱(re)耗值3.0%，冷卻水(shui)耗熱(re)值8.4%，冷卻爐殼的水(shui)耗熱(re)值7.9%，爐子表面散熱(re)值6.4%，煙氣(qi)帶走(zou)熱(re)值28.8%。電(dian)能損失值3.2%，從這(zhe)些統(tong)計數據可以看出，在(zai)電(dian)熔(rong)