電(dian)(dian)弧熔爐生產電(dian)(dian)熔氧(yang)化鎂的工藝流(liu)程主要包(bao)括：原料配料、電(dian)(dian)弧熔融、破(po)碎(sui)(sui)、選(xuan)別(bie)、粉(fen)碎(sui)(sui)、篩(shai)別(bie)、磁選(xuan)、分(fen)類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富的(de)(de)優質菱鎂(mei)礦石，氧(yang)化鎂(mei)含量(liang)高，又易于(yu)開(kai)采(cai)，因此，被廣(guang)泛用作電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)原(yuan)料。采(cai)用菱鎂(mei)石作原(yuan)料，碳(tan)酸鎂(mei)分解產生CO2氣體，由于(yu)有大(da)量(liang)氣體從爐內排出影(ying)響著電(dian)熔過程(cheng)的(de)(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)鎂的(de)結晶帶的(de)形(xing)成均有不利影響(xiang)，由(you)于大量(liang)塵(chen)料飛(fei)損，使(shi)物料損耗和(he)能量(liang)消耗增高，也惡化(hua)了(le)車間生產環境(jing)。但由(you)于優質菱鎂礦石容易獲得，價(jia)格(ge)很(hen)低廉，所(suo)以，仍(reng)是我國(guo)電熔氧化(hua)鎂用得最(zui)多最(zui)廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂礦。菱(ling)鎂礦石(shi)中氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)含(han)量(liang)高(gao)低和化(hua)(hua)學成分(fen)直接影(ying)響到電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)質量(liang)，同時在電(dian)熔(rong)過程中也直接影(ying)響到電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂得到的(de)(de)品級(ji)比(bi)例，因此，為了保證電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)質量(liang)和品級(ji)比(bi)例，必須對各種礦石(shi)進行(xing)適當的(de)(de)配(pei)比(bi)后(hou)進行(xing)熔(rong)煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石。我國的遼寧省(sheng)水(shui)鎂(mei)(mei)石的礦(kuang)源非(fei)常(chang)豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)石中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石。它也(ye)是一種制造(zao)電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的原(yuan)料，部分(fen)地區水(shui)鎂(mei)(mei)石的化(hua)學(xue)成分(fen)見表2。

表2水(shui)鎂石的(de)化學成分/%

③輕燒氧(yang)化鎂。以(yi)輕燒氧(yang)化鎂作為電熔氧(yang)化鎂原料，可以(yi)使生產(chan)環境得到改善，可以(yi)降低運輸(shu)費用。由于(yu)電熔時排出(chu)氣(qi)體少(shao)，成分也較(jiao)均勻，對提高電熔氧(yang)化鎂質(zhi)量有利。

我國(guo)有一些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)以(yi)(yi)輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)制成球(qiu)料(liao)入(ru)爐電(dian)熔(rong)(rong)。輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)含量達到98%，以(yi)(yi)此料(liao)能生產出(chu)白色大(da)結(jie)晶電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。但由(you)于成球(qiu)費(fei)用(yong)(yong)高，影響生產成本(ben)(ben)。目前(qian)，有的廠家(jia)采用(yong)(yong)反射爐輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，以(yi)(yi)一定的粒度加入(ru)熔(rong)(rong)爐電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的質量比用(yong)(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦石好，成本(ben)(ben)又比用(yong)(yong)球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜，因而得到了一定的推(tui)廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂。為了某(mou)些電熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)特殊要求，有時必(bi)須(xu)(xu)在電熔(rong)(rong)(rong)(rong)過程(cheng)中采用(yong)(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂作為電熔(rong)(rong)(rong)(rong)原料(liao)，如(ru)采用(yong)(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)砂作為電熔(rong)(rong)(rong)(rong)原料(liao)，一般首先(xian)利用(yong)(yong)處理(li)海(hai)水和(he)石灰乳作用(yong)(yong)生(sheng)產氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)(shao)成(cheng)輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方法也可(ke)以制得輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業(ye)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)制取方法)，采用(yong)(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作為原料(liao)生(sheng)產電熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和(he)拉(la)特爾(er)(Ruttere)等研究認(ren)為，極少量(liang)(liang)(liang)的(de)雜(za)質氣(qi)體(ti)(相(xiang)(xiang))也屬(shu)于晶(jing)體(ti)的(de)雜(za)質，可(ke)明(ming)顯影響晶(jing)粒的(de)長大。因為雜(za)質相(xiang)(xiang)的(de)作用(yong)(yong)在于增(zeng)加晶(jing)界(jie)運動所(suo)需的(de)能(neng)量(liang)(liang)(liang)。當(dang)晶(jing)界(jie)與第二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)體(ti)能(neng)量(liang)(liang)(liang)降(jiang)低，其降(jiang)低量(liang)(liang)(liang)與第二相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積成(cheng)正比，所(suo)以必(bi)須(xu)(xu)提高晶(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)才能(neng)離開第二相(xiang)(xiang)繼續運動。并且當(dang)晶(jing)界(jie)與第二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，與第二相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積相(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)界(jie)必(bi)須(xu)(xu)變形，第二相(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)(liang)愈多，晶(jing)粒長大的(de)極限尺寸愈小。

另一方面為了(le)降低電熔凝氧化鎂(mei)的顯氣孔率，也應盡量(liang)減(jian)少原料(liao)氧化鎂(mei)的氣體排出，因此，采用燒結鎂(mei)砂電熔有其(qi)顯著優點。

⑤電熔氧(yang)化鎂單晶的化學(xue)原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是同(tong)原子(zi)和(he)分(fen)子(zi)的量子(zi)力學(xue)本(ben)性(xing)如離子(zi)半徑的尺寸(cun)(cun)，離子(zi)的電位數(shu)值，離子(zi)的電子(zi)外層結(jie)構等相關聯(lian)。而氧化(hua)鎂的離子(zi)尺寸(cun)(cun)、質(zhi)量和(he)電荷、陽離子(zi)和(he)陰離子(zi)之間(jian)的結(jie)合(he)(he)特(te)性(xing)和(he)強度、離子(zi)的極化(hua)作用、結(jie)晶構造等決定它是一高熔點化(hua)合(he)(he)物。

氧化(hua)鎂的(de)熔(rong)點和(he)結(jie)構參數(shu)：陽離(li)子半(ban)徑0.074mm;陰離(li)子半(ban)徑0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配(pei)位數(shu)6;有效配(pei)位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂制造(zao)的(de)(de)最重要(yao)過程(cheng)(cheng)是由各(ge)種鎂質原(yuan)料，通過各(ge)種形(xing)式的(de)(de)加熱(re)方(fang)法(fa)產生高溫(wen)使鎂質材料(MgO)熔化(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)鎂熔體。要(yao)使氧(yang)化(hua)(hua)鎂熔融，必須消耗大(da)量(liang)的(de)(de)熱(re)能，以克服離(li)子間的(de)(de)引力。通過強大(da)電(dian)弧(hu)產生高溫(wen)而熔化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)方(fang)法(fa)叫做電(dian)弧(hu)熔融法(fa)。這個融化(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)一(yi)般包(bao)括熱(re)的(de)(de)傳導(dao)、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔化(hua)(hua)、析晶、晶體長大(da)等一(yi)系列物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)(de)過程(cheng)(cheng)。

①脫(tuo)水過程。用水鎂石作原(yuan)料有一(yi)脫(tuo)水過程。水鎂石的主要成分是氫氧化(hua)鎂Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)水過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)(tan)過(guo)程(cheng)。用(yong)菱鎂礦(kuang)作(zuo)為原料時有一個脫碳(tan)(tan)(tan)過(guo)程(cheng)，脫碳(tan)(tan)(tan)過(guo)程(cheng)包(bao)括兩個方面。一方面是菱鎂礦(kuang)石的熱分解，菱鎂礦(kuang)石的主要成分是碳(tan)(tan)(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于在(zai)(zai)(zai)(zai)電(dian)熔過程中(zhong)往往在(zai)(zai)(zai)(zai)原料氧(yang)化鎂中(zhong)加入石(shi)墨(mo)(mo)粉末(mo)(mo)添加物(助劑)，在(zai)(zai)(zai)(zai)電(dian)熔爐起(qi)動過程中(zhong)需在(zai)(zai)(zai)(zai)三電(dian)極(石(shi)墨(mo)(mo)電(dian)極)的下端用石(shi)墨(mo)(mo)粉末(mo)(mo)鋪成三角形(xing)或(huo)星形(xing)導線路，在(zai)(zai)(zai)(zai)通電(dian)過程中(zhong)受熱燒損(sun)或(huo)完全(quan)燃(ran)燒除去石(shi)墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)即氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)(mei)離(li)子和(he)氧(yang)(yang)(yang)離(li)子在(zai)強電(dian)(dian)弧產(chan)(chan)生的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)作用下，克服單晶(jing)(jing)體中的(de)(de)晶(jing)(jing)格能(neng)的(de)(de)束縛，變成能(neng)自由(you)運動的(de)(de)過程(cheng)。也(ye)就是(shi)說(shuo)，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)加(jia)熱(re)(re)(re)(re)到一定溫度(熔(rong)點)就會由(you)固(gu)體變成液體，叫(jiao)熔(rong)化(hua)(hua)。在(zai)這一過程(cheng)中需消(xiao)耗(hao)大量(liang)的(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)。據電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)生產(chan)(chan)者對用水鎂(mei)(mei)(mei)石作原料生產(chan)(chan)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)平(ping)衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)的(de)(de)比例如下：氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)晶(jing)(jing)體生成熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生成熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐(lu)殼的(de)(de)水耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子表面散(san)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據可以看出，在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)