電(dian)弧(hu)熔爐生產電(dian)熔氧(yang)化鎂的工藝流程主要包括：原料配(pei)料、電(dian)弧(hu)熔融、破碎(sui)、選別、粉碎(sui)、篩別、磁(ci)選、分(fen)類包裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有(you)(you)豐富的(de)(de)優質菱鎂(mei)礦石，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量高，又易于開采(cai)，因(yin)此，被廣(guang)泛(fan)用(yong)作電(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)原(yuan)(yuan)料。采(cai)用(yong)菱鎂(mei)石作原(yuan)(yuan)料，碳酸鎂(mei)分(fen)解產生CO2氣體(ti)，由于有(you)(you)大量氣體(ti)從爐內排出影(ying)響著(zhu)電(dian)熔過(guo)程的(de)(de)進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化(hua)鎂的結晶帶的形成均有(you)不利影響，由于(yu)大(da)量塵料飛損，使物(wu)料損耗(hao)和能量消(xiao)耗(hao)增高，也惡化(hua)了車(che)間生產環境(jing)。但由于(yu)優質菱鎂礦石(shi)容易獲得，價格很(hen)低廉，所(suo)以，仍是我國(guo)電熔氧(yang)化(hua)鎂用得最多最廣泛的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石中氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)含量(liang)高低(di)和(he)化(hua)學成分直接影響(xiang)到電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)，同(tong)時在電熔(rong)過程(cheng)中也直接影響(xiang)到電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)得到的(de)品(pin)級比(bi)例(li)，因此，為了保證(zheng)電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)和(he)品(pin)級比(bi)例(li)，必須對各種礦石進行適當的(de)配比(bi)后進行熔(rong)煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)。我國的(de)遼(liao)寧省(sheng)水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)礦源(yuan)非常豐(feng)富，水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)中氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)高(gao)于菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)。它也是一種制造電熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原料(liao)，部分(fen)地區水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)化(hua)學(xue)成(cheng)分(fen)見表2。

表(biao)2水鎂(mei)石(shi)的化學成分(fen)/%

③輕燒氧化(hua)(hua)鎂。以輕燒氧化(hua)(hua)鎂作為(wei)電(dian)熔氧化(hua)(hua)鎂原料，可以使生產(chan)環境得到改善，可以降低(di)運輸(shu)費用(yong)。由(you)于電(dian)熔時排出氣(qi)體(ti)少(shao)，成分也較均勻，對(dui)提(ti)高電(dian)熔氧化(hua)(hua)鎂質量(liang)有(you)利。

我國有(you)一(yi)些電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂以(yi)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂制(zhi)成(cheng)球料(liao)(liao)入(ru)爐電熔。輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂的氧(yang)(yang)化鎂含量達到98%，以(yi)此料(liao)(liao)能生產(chan)出白色大(da)結晶電熔氧(yang)(yang)化鎂。但由于成(cheng)球費用高，影響生產(chan)成(cheng)本。目前，有(you)的廠(chang)家采用反射爐輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂，以(yi)一(yi)定(ding)(ding)的粒度加(jia)入(ru)熔爐電熔，電熔氧(yang)(yang)化鎂的質量比用菱(ling)鎂礦石好，成(cheng)本又比用球料(liao)(liao)作原(yuan)料(liao)(liao)時便宜(yi)，因而得到了一(yi)定(ding)(ding)的推廣(guang)。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了某(mou)些電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)特殊要(yao)求(qiu)，有時必須在電(dian)熔(rong)(rong)過程中采用(yong)(yong)燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料(liao)(liao)，如采用(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料(liao)(liao)，一般首先(xian)利用(yong)(yong)處(chu)理海水和石灰乳(ru)作(zuo)用(yong)(yong)生產(chan)(chan)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方法(fa)也可以制得輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見(jian)工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)制取方法(fa))，采用(yong)(yong)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原(yuan)料(liao)(liao)生產(chan)(chan)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)(deng)研(yan)究認為(wei)，極少量(liang)的(de)(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)體的(de)(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)，可明顯影響晶(jing)粒(li)的(de)(de)(de)(de)長大。因為(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)在于(yu)增加晶(jing)界(jie)(jie)(jie)運動所需的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)。當(dang)晶(jing)界(jie)(jie)(jie)與第二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)體能(neng)(neng)量(liang)降低，其降低量(liang)與第二相(xiang)(xiang)橫截面(mian)積成正比，所以必須提高晶(jing)界(jie)(jie)(jie)能(neng)(neng)，晶(jing)界(jie)(jie)(jie)才能(neng)(neng)離開(kai)第二相(xiang)(xiang)繼續(xu)運動。并(bing)且當(dang)晶(jing)界(jie)(jie)(jie)與第二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與第二相(xiang)(xiang)橫截面(mian)積相(xiang)(xiang)等(deng)(deng)的(de)(de)(de)(de)晶(jing)界(jie)(jie)(jie)必須變形，第二相(xiang)(xiang)數量(liang)愈多(duo)，晶(jing)粒(li)長大的(de)(de)(de)(de)極限尺寸愈小(xiao)。

另(ling)一方面為(wei)了(le)降(jiang)低電熔凝氧化鎂的(de)(de)顯(xian)氣孔率，也應盡量減(jian)少原料氧化鎂的(de)(de)氣體(ti)排出，因此，采用燒結鎂砂電熔有(you)其顯(xian)著(zhu)優點。

⑤電熔氧(yang)化(hua)鎂單(dan)晶的化(hua)學原料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這些特性是同原子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)(zi)力學(xue)本性如離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電位(wei)數值(zhi)，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)外層結構(gou)等相關聯。而(er)氧(yang)化(hua)鎂的(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸、質量和(he)(he)電荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)結合(he)特性和(he)(he)強度、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)極(ji)化(hua)作用(yong)、結晶(jing)構(gou)造(zao)等決定它是一高熔點化(hua)合(he)物。

氧化鎂的(de)熔(rong)點和結(jie)構參(can)數(shu)：陽(yang)離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結(jie)構類型(xing)NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)最重要過程(cheng)是由各(ge)種鎂(mei)質原(yuan)料(liao)，通過各(ge)種形式的(de)(de)加熱(re)方法(fa)(fa)產生高溫(wen)使鎂(mei)質材料(liao)(MgO)熔化(hua)(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔體。要使氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔融，必須消耗大(da)量的(de)(de)熱(re)能，以(yi)克服離(li)子間的(de)(de)引力。通過強大(da)電(dian)弧產生高溫(wen)而熔化(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)方法(fa)(fa)叫做(zuo)電(dian)弧熔融法(fa)(fa)。這個融化(hua)(hua)(hua)(hua)過程(cheng)一般包括(kuo)熱(re)的(de)(de)傳(chuan)導、脫水、脫碳、熔化(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體長大(da)等一系列物理化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過程(cheng)。

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

Mg(OH)2→MgO+H2O

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

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由于(yu)在(zai)(zai)電熔過(guo)程(cheng)(cheng)中往往在(zai)(zai)原料氧化(hua)鎂中加入石(shi)(shi)墨粉(fen)末添(tian)加物(助劑)，在(zai)(zai)電熔爐起動過(guo)程(cheng)(cheng)中需在(zai)(zai)三電極(石(shi)(shi)墨電極)的下端用石(shi)(shi)墨粉(fen)末鋪成三角形(xing)或星形(xing)導(dao)線路，在(zai)(zai)通電過(guo)程(cheng)(cheng)中受熱燒損或完全燃燒除去石(shi)(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過程(cheng)。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過程(cheng)即(ji)氧(yang)化(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離(li)(li)子和氧(yang)離(li)(li)子在強電(dian)(dian)弧產生的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)(neng)作用(yong)下(xia)，克服單晶(jing)體中的(de)(de)晶(jing)格能(neng)(neng)的(de)(de)束(shu)縛，變(bian)成(cheng)能(neng)(neng)自(zi)由運動的(de)(de)過程(cheng)。也就(jiu)是(shi)說，氧(yang)化(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)(rong)點(dian))就(jiu)會由固體變(bian)成(cheng)液體，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)。在這一過程(cheng)中需消(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)(neng)。據(ju)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)生產者(zhe)對用(yong)水鎂(mei)石(shi)作原(yuan)料生產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)比例如下(xia)：氧(yang)化(hua)鎂(mei)晶(jing)體生成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)卻(que)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻(que)爐殼的(de)(de)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)3.2%，從這些(xie)統計數據(ju)可(ke)以(yi)看(kan)出，在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)