電(dian)弧(hu)熔(rong)爐生產電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂的(de)工藝流程主要包括：原料配料、電(dian)弧(hu)熔(rong)融(rong)、破(po)碎(sui)、選(xuan)別、粉碎(sui)、篩(shai)別、磁選(xuan)、分類(lei)包裝等。

(1)原料

我國有豐(feng)富的(de)優質菱鎂(mei)礦石，氧(yang)化鎂(mei)含量高，又(you)易于開采，因此，被廣泛用作電熔氧(yang)化鎂(mei)的(de)原料(liao)。采用菱鎂(mei)石作原料(liao)，碳酸鎂(mei)分解(jie)產生CO2氣(qi)體，由于有大量氣(qi)體從爐內(nei)排出(chu)影響著電熔過程(cheng)的(de)進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化鎂(mei)的(de)(de)結晶(jing)帶(dai)的(de)(de)形(xing)成均有不利影響(xiang)，由于大量(liang)塵(chen)料飛(fei)損，使物料損耗和能量(liang)消耗增(zeng)高，也惡化了車間生產環境(jing)。但由于優質(zhi)菱鎂(mei)礦石(shi)容(rong)易獲得，價格(ge)很低(di)廉，所以(yi)，仍是(shi)我國電熔(rong)氧化鎂(mei)用得最(zui)多(duo)最(zui)廣(guang)泛的(de)(de)原料。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)。菱鎂礦(kuang)石中(zhong)氧化鎂的(de)含量(liang)高低(di)和化學成分(fen)直接影(ying)響(xiang)到電(dian)(dian)(dian)熔凝氧化鎂的(de)質量(liang)，同時在電(dian)(dian)(dian)熔過程中(zhong)也直接影(ying)響(xiang)到電(dian)(dian)(dian)熔凝氧化鎂得到的(de)品(pin)級(ji)比(bi)例，因此(ci)，為了保證電(dian)(dian)(dian)熔凝氧化鎂的(de)質量(liang)和品(pin)級(ji)比(bi)例，必須對各種礦(kuang)石進行(xing)適當的(de)配(pei)比(bi)后進行(xing)熔煉。

②水(shui)鎂(mei)石(shi)。我國的(de)(de)(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)石(shi)的(de)(de)(de)礦(kuang)源非(fei)常(chang)豐(feng)富，水(shui)鎂(mei)石(shi)中氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量高于(yu)菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)。它(ta)也(ye)是一種(zhong)制造電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)原料，部(bu)分地(di)區(qu)水(shui)鎂(mei)石(shi)的(de)(de)(de)化(hua)學(xue)成(cheng)分見(jian)表2。

表(biao)2水(shui)鎂石的化學成分/%

③輕燒氧化(hua)鎂。以輕燒氧化(hua)鎂作(zuo)為電熔(rong)氧化(hua)鎂原(yuan)料(liao)，可以使生產環境(jing)得到改善，可以降低運輸(shu)費用。由于電熔(rong)時排(pai)出氣體少，成(cheng)分也(ye)較均勻(yun)，對(dui)提(ti)高電熔(rong)氧化(hua)鎂質量有利。

我國有一些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂以輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂制成(cheng)(cheng)球料(liao)(liao)入爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂含量達到98%，以此料(liao)(liao)能生產出白色大結(jie)晶電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂。但由(you)于成(cheng)(cheng)球費用(yong)(yong)(yong)高，影響生產成(cheng)(cheng)本(ben)。目(mu)前(qian)，有的廠家采(cai)用(yong)(yong)(yong)反射爐(lu)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂，以一定(ding)的粒度加入熔(rong)(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的質(zhi)量比(bi)用(yong)(yong)(yong)菱鎂礦石(shi)好，成(cheng)(cheng)本(ben)又比(bi)用(yong)(yong)(yong)球料(liao)(liao)作(zuo)原料(liao)(liao)時便(bian)宜，因而得(de)到了一定(ding)的推廣。

④燒(shao)(shao)(shao)結鎂砂。為了某些電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂的(de)(de)特殊要求，有(you)時(shi)必須(xu)(xu)在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)過程中采(cai)用燒(shao)(shao)(shao)結鎂砂作(zuo)(zuo)為電(dian)熔(rong)(rong)原料，如采(cai)用海(hai)水鎂砂作(zuo)(zuo)為電(dian)熔(rong)(rong)原料，一般首先(xian)利用處理海(hai)水和(he)石灰乳(ru)作(zuo)(zuo)用生產氫氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂，將氫氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂煅(duan)燒(shao)(shao)(shao)成輕(qing)(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂。用其他(ta)方法也(ye)可(ke)以制得輕(qing)(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(詳見工業氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂的(de)(de)制取方法)，采(cai)用輕(qing)(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂作(zuo)(zuo)為原料生產電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂。奧絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等研究認(ren)為，極少量(liang)的(de)(de)雜質(zhi)氣體(ti)(相(xiang))也(ye)屬(shu)于晶(jing)體(ti)的(de)(de)雜質(zhi)，可(ke)明顯影響(xiang)晶(jing)粒(li)的(de)(de)長大(da)。因為雜質(zhi)相(xiang)的(de)(de)作(zuo)(zuo)用在(zai)于增加(jia)晶(jing)界(jie)(jie)運(yun)動(dong)所(suo)需的(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)。當(dang)晶(jing)界(jie)(jie)與第二相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，晶(jing)體(ti)能(neng)(neng)量(liang)降低，其降低量(liang)與第二相(xiang)橫截(jie)面(mian)積成正比，所(suo)以必須(xu)(xu)提高晶(jing)界(jie)(jie)能(neng)(neng)，晶(jing)界(jie)(jie)才能(neng)(neng)離開第二相(xiang)繼續運(yun)動(dong)。并且(qie)當(dang)晶(jing)界(jie)(jie)與第二相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，與第二相(xiang)橫截(jie)面(mian)積相(xiang)等的(de)(de)晶(jing)界(jie)(jie)必須(xu)(xu)變形，第二相(xiang)數量(liang)愈多(duo)，晶(jing)粒(li)長大(da)的(de)(de)極限尺寸愈小。

另一方面(mian)為(wei)了降低電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂的(de)顯氣孔率，也(ye)應盡量減少原料(liao)氧(yang)化(hua)鎂的(de)氣體(ti)排出，因(yin)此，采用燒結(jie)鎂砂電(dian)(dian)熔有(you)其顯著(zhu)優(you)點。

⑤電熔(rong)氧化(hua)鎂單晶的化(hua)學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是同原子(zi)和(he)(he)分子(zi)的(de)量子(zi)力學本性(xing)如離(li)子(zi)半徑的(de)尺寸，離(li)子(zi)的(de)電(dian)位(wei)數值，離(li)子(zi)的(de)電(dian)子(zi)外層(ceng)結構(gou)等相(xiang)關聯。而氧(yang)化(hua)鎂的(de)離(li)子(zi)尺寸、質量和(he)(he)電(dian)荷、陽離(li)子(zi)和(he)(he)陰離(li)子(zi)之間(jian)的(de)結合特(te)性(xing)和(he)(he)強(qiang)度、離(li)子(zi)的(de)極化(hua)作(zuo)用、結晶構(gou)造等決定它(ta)是一高熔點化(hua)合物。

氧化鎂的熔點和(he)結構參數(shu)：陽(yang)離子半徑(jing)0.074mm;陰離子半徑(jing)0.53mm;結構類(lei)型(xing)NaCl;配位數(shu)6;有(you)效配位數(shu)8.5;密(mi)度(du)3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制造(zao)的(de)(de)最重要過(guo)程(cheng)(cheng)是由各種(zhong)鎂(mei)(mei)質(zhi)原料(liao)，通過(guo)各種(zhong)形(xing)式的(de)(de)加熱(re)方法(fa)產生高溫使(shi)鎂(mei)(mei)質(zhi)材(cai)料(liao)(MgO)熔化(hua)，變成氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)熔體。要使(shi)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)熔融(rong)，必須消耗大量的(de)(de)熱(re)能，以克(ke)服(fu)離子間的(de)(de)引力。通過(guo)強大電(dian)弧產生高溫而熔化(hua)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)方法(fa)叫(jiao)做電(dian)弧熔融(rong)法(fa)。這個融(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)一般(ban)包括熱(re)的(de)(de)傳(chuan)導、脫(tuo)(tuo)水(shui)、脫(tuo)(tuo)碳(tan)、熔化(hua)、析晶、晶體長大等一系列物理化(hua)學變化(hua)的(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)。

①脫(tuo)(tuo)(tuo)水(shui)(shui)過(guo)(guo)程。用水(shui)(shui)鎂(mei)石作原料(liao)有(you)一脫(tuo)(tuo)(tuo)水(shui)(shui)過(guo)(guo)程。水(shui)(shui)鎂(mei)石的主要成分是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)(tuo)(tuo)水(shui)(shui)過(guo)(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過(guo)程。用菱(ling)鎂礦(kuang)作(zuo)為原料時有(you)一個(ge)脫碳(tan)過(guo)程，脫碳(tan)過(guo)程包括兩個(ge)方面(mian)。一方面(mian)是菱(ling)鎂礦(kuang)石(shi)的(de)熱(re)分(fen)解，菱(ling)鎂礦(kuang)石(shi)的(de)主要成分(fen)是碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由于在(zai)(zai)(zai)電(dian)(dian)熔(rong)過程(cheng)中(zhong)(zhong)往往在(zai)(zai)(zai)原料氧化鎂中(zhong)(zhong)加入石墨(mo)粉末添加物(助劑(ji))，在(zai)(zai)(zai)電(dian)(dian)熔(rong)爐起動過程(cheng)中(zhong)(zhong)需在(zai)(zai)(zai)三(san)(san)電(dian)(dian)極(石墨(mo)電(dian)(dian)極)的下端用石墨(mo)粉末鋪成三(san)(san)角(jiao)形(xing)或星形(xing)導線路，在(zai)(zai)(zai)通電(dian)(dian)過程(cheng)中(zhong)(zhong)受熱燒損或完全燃(ran)燒除去石墨(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)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)離子(zi)(zi)和氧(yang)(yang)(yang)離子(zi)(zi)在(zai)強電(dian)弧(hu)產(chan)生(sheng)的(de)熱(re)(re)能(neng)作用下(xia)，克服單晶(jing)體(ti)中(zhong)的(de)晶(jing)格能(neng)的(de)束縛，變成(cheng)能(neng)自由運(yun)動的(de)過(guo)程。也(ye)就是說，氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)加熱(re)(re)到(dao)一定溫度(熔(rong)(rong)點)就會由固體(ti)變成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)(rong)化。在(zai)這一過(guo)程中(zhong)需消耗(hao)大量的(de)電(dian)能(neng)。據電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)生(sheng)產(chan)者對用水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石作原料生(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)熱(re)(re)平衡的(de)衡算，熱(re)(re)消耗(hao)的(de)比例如下(xia)：氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)晶(jing)體(ti)生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)消耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散(san)(san)砂(sha)生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)卻水耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐(lu)殼的(de)水耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)(zi)表面散(san)(san)熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失值(zhi)3.2%，從(cong)這些統計數據可以(yi)看出，在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)