電(dian)弧熔爐生產電(dian)熔氧(yang)化鎂的工藝(yi)流程(cheng)主(zhu)要包(bao)括：原(yuan)料配料、電(dian)弧熔融(rong)、破碎(sui)、選別、粉(fen)碎(sui)、篩別、磁選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富的(de)(de)優質菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)，氧(yang)化鎂(mei)含量高(gao)，又(you)易于開采，因此，被廣泛(fan)用(yong)作電熔氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)原料。采用(yong)菱(ling)鎂(mei)石(shi)作原料，碳酸鎂(mei)分解產生(sheng)CO2氣(qi)體，由(you)于有(you)大量氣(qi)體從(cong)爐內(nei)排出影響著電熔過程的(de)(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂(mei)(mei)的結晶帶的形成均有(you)不利影響，由于大量(liang)塵料(liao)(liao)飛損，使(shi)物料(liao)(liao)損耗和能量(liang)消(xiao)耗增高，也惡化了車(che)間生(sheng)產(chan)環境。但由于優(you)質菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)容易獲(huo)得(de)，價格很(hen)低廉，所以，仍(reng)是我國電熔氧化鎂(mei)(mei)用(yong)得(de)最多(duo)最廣泛的原料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)。菱鎂礦(kuang)石中氧化(hua)鎂的(de)含量高低和(he)化(hua)學成分直(zhi)(zhi)接(jie)影響(xiang)到電熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂的(de)質(zhi)量，同時(shi)在電熔(rong)(rong)過(guo)程中也直(zhi)(zhi)接(jie)影響(xiang)到電熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂得到的(de)品(pin)級比例，因此，為(wei)了(le)保證電熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂的(de)質(zhi)量和(he)品(pin)級比例，必須對各種(zhong)礦(kuang)石進行適(shi)當的(de)配比后進行熔(rong)(rong)煉(lian)。

②水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)。我國的遼寧省水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的礦源非常豐(feng)富(fu)，水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)中氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)(shi)。它(ta)也是一種制造電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的原(yuan)料(liao)，部分地區(qu)水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的化(hua)(hua)學成分見表2。

表2水鎂石的化(hua)學成分/%

③輕燒(shao)氧化鎂。以(yi)輕燒(shao)氧化鎂作為電(dian)熔(rong)氧化鎂原(yuan)料，可(ke)(ke)以(yi)使(shi)生(sheng)產環境得到(dao)改善(shan)，可(ke)(ke)以(yi)降(jiang)低運輸費用。由于電(dian)熔(rong)時(shi)排(pai)出(chu)氣體(ti)少(shao)，成分也較均勻，對提高電(dian)熔(rong)氧化鎂質量有利。

我國有一(yi)(yi)些電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)以輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制(zhi)成球(qiu)料(liao)(liao)(liao)入爐(lu)(lu)電(dian)熔。輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量達到98%，以此(ci)料(liao)(liao)(liao)能生產出白色大(da)結晶電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。但(dan)由(you)于成球(qiu)費用(yong)高，影響生產成本(ben)。目前，有的廠(chang)家采用(yong)反射(she)爐(lu)(lu)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，以一(yi)(yi)定的粒度加入熔爐(lu)(lu)電(dian)熔，電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的質量比(bi)用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)好，成本(ben)又比(bi)用(yong)球(qiu)料(liao)(liao)(liao)作原料(liao)(liao)(liao)時便宜，因而(er)得(de)到了一(yi)(yi)定的推廣。

④燒(shao)(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)(wei)了某些電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的(de)特殊要求，有時必(bi)(bi)須(xu)在電熔(rong)過程中(zhong)采(cai)用(yong)燒(shao)(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)電熔(rong)原料(liao)，如采(cai)用(yong)海水(shui)鎂(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)電熔(rong)原料(liao)，一般首先利(li)用(yong)處理(li)海水(shui)和石灰乳(ru)作(zuo)用(yong)生產氫氧(yang)化鎂(mei)，將氫氧(yang)化鎂(mei)煅(duan)燒(shao)(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)。用(yong)其他方法也(ye)可以制得輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(詳見(jian)工業氧(yang)化鎂(mei)的(de)制取方法)，采(cai)用(yong)輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)原料(liao)生產電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)研(yan)究認為(wei)(wei)(wei)，極少量(liang)的(de)雜(za)質氣體(相)也(ye)屬于(yu)晶(jing)體的(de)雜(za)質，可明顯(xian)影響(xiang)晶(jing)粒(li)的(de)長大(da)。因為(wei)(wei)(wei)雜(za)質相的(de)作(zuo)用(yong)在于(yu)增(zeng)加晶(jing)界(jie)運動所需的(de)能量(liang)。當晶(jing)界(jie)與第二(er)(er)相相遇時，晶(jing)體能量(liang)降低，其降低量(liang)與第二(er)(er)相橫(heng)截(jie)面積成正比，所以必(bi)(bi)須(xu)提高晶(jing)界(jie)能，晶(jing)界(jie)才(cai)能離開(kai)第二(er)(er)相繼(ji)續(xu)運動。并且當晶(jing)界(jie)與第二(er)(er)相相遇時，與第二(er)(er)相橫(heng)截(jie)面積相等(deng)的(de)晶(jing)界(jie)必(bi)(bi)須(xu)變形，第二(er)(er)相數量(liang)愈多，晶(jing)粒(li)長大(da)的(de)極限(xian)尺寸(cun)愈小。

另一方面(mian)為(wei)了降低電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的顯氣孔率，也應盡量減(jian)少原料(liao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的氣體排出，因此，采用(yong)燒結鎂(mei)(mei)砂電(dian)熔有其(qi)顯著優點。

⑤電熔氧化鎂單(dan)晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原(yuan)子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)力學本(ben)性(xing)如(ru)離(li)子(zi)(zi)半徑的(de)尺(chi)寸，離(li)子(zi)(zi)的(de)電(dian)(dian)位數(shu)值，離(li)子(zi)(zi)的(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)外(wai)層結構等(deng)相關聯。而氧化(hua)鎂的(de)離(li)子(zi)(zi)尺(chi)寸、質量和電(dian)(dian)荷、陽(yang)離(li)子(zi)(zi)和陰離(li)子(zi)(zi)之間的(de)結合特性(xing)和強度、離(li)子(zi)(zi)的(de)極化(hua)作用、結晶構造等(deng)決(jue)定它是一高熔點化(hua)合物。

氧(yang)化鎂(mei)的熔點和結(jie)構參數(shu)：陽離子半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離子半(ban)徑(jing)0.53mm;結(jie)構類型(xing)NaCl;配位(wei)數(shu)6;有效配位(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)制造的(de)(de)(de)(de)最重要過(guo)程(cheng)(cheng)是由(you)各種鎂(mei)質原料，通過(guo)各種形式的(de)(de)(de)(de)加熱(re)方法(fa)(fa)(fa)產生(sheng)高(gao)(gao)溫(wen)使鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)化，變成氧(yang)化鎂(mei)熔(rong)體。要使氧(yang)化鎂(mei)熔(rong)融，必須消耗大量的(de)(de)(de)(de)熱(re)能，以克服離子間的(de)(de)(de)(de)引力。通過(guo)強大電弧產生(sheng)高(gao)(gao)溫(wen)而熔(rong)化氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)方法(fa)(fa)(fa)叫做電弧熔(rong)融法(fa)(fa)(fa)。這個融化過(guo)程(cheng)(cheng)一般(ban)包括熱(re)的(de)(de)(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)化、析晶、晶體長大等一系(xi)列物(wu)理化學變化的(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)過程。用水(shui)鎂(mei)石作(zuo)原料有一脫(tuo)水(shui)過程。水(shui)鎂(mei)石的主要成分(fen)是(shi)(shi)氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過程是(shi)(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)程。用(yong)菱鎂礦(kuang)作為原料時有一個(ge)(ge)脫碳過(guo)程，脫碳過(guo)程包括兩個(ge)(ge)方(fang)面(mian)。一方(fang)面(mian)是菱鎂礦(kuang)石(shi)的熱分解，菱鎂礦(kuang)石(shi)的主要成分是碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面，由于(yu)在(zai)(zai)(zai)電(dian)(dian)熔過(guo)程中(zhong)往往在(zai)(zai)(zai)原料氧化鎂中(zhong)加(jia)入石(shi)墨(mo)(mo)粉末(mo)添加(jia)物(助(zhu)劑)，在(zai)(zai)(zai)電(dian)(dian)熔爐起動過(guo)程中(zhong)需在(zai)(zai)(zai)三電(dian)(dian)極(ji)(石(shi)墨(mo)(mo)電(dian)(dian)極(ji))的(de)下端(duan)用石(shi)墨(mo)(mo)粉末(mo)鋪成三角形(xing)或星形(xing)導線路，在(zai)(zai)(zai)通電(dian)(dian)過(guo)程中(zhong)受熱燒損(sun)或完全(quan)燃燒除去石(shi)墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)過程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)過程(cheng)即(ji)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離(li)子和氧(yang)(yang)離(li)子在強電(dian)弧產生(sheng)(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)(re)能(neng)(neng)(neng)作(zuo)用下，克服單晶(jing)體(ti)中(zhong)的(de)(de)晶(jing)格(ge)能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)束縛，變成(cheng)(cheng)能(neng)(neng)(neng)自由運(yun)動的(de)(de)過程(cheng)。也就(jiu)是說，氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)到一定溫(wen)度(熔(rong)(rong)點)就(jiu)會由固(gu)體(ti)變成(cheng)(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)。在這一過程(cheng)中(zhong)需消耗(hao)大(da)量的(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)(neng)。據電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)產者(zhe)對(dui)用水(shui)鎂(mei)石作(zuo)原料生(sheng)(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱(re)(re)(re)平(ping)衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)消耗(hao)的(de)(de)比(bi)例(li)如(ru)下：氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)晶(jing)體(ti)生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)消耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂(sha)生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)(lu)殼(ke)的(de)(de)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)(lu)子表面散(san)熱(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶(dai)走熱(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)(neng)損失值(zhi)3.2%，從這些統(tong)計數據可以看出，在電(dian)熔(rong)(rong)