電弧熔爐生(sheng)產電熔氧化鎂的工藝流(liu)程主要包括：原料配料、電弧熔融、破碎、選(xuan)別、粉(fen)碎、篩(shai)別、磁選(xuan)、分類包裝等。

(1)原料

我國(guo)有豐富(fu)的優質菱鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量高(gao)，又易于(yu)開采，因(yin)此，被廣(guang)泛用作電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)的原料(liao)。采用菱鎂(mei)石作原料(liao)，碳酸(suan)鎂(mei)分解產生CO2氣體(ti)，由于(yu)有大量氣體(ti)從(cong)爐(lu)內排(pai)出影響(xiang)著電(dian)熔(rong)過程(cheng)的進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)結晶帶的(de)(de)形成均有不利影(ying)響，由(you)于大量(liang)塵(chen)料(liao)飛損，使物料(liao)損耗(hao)和(he)能量(liang)消耗(hao)增高，也惡(e)化(hua)了車間生(sheng)產環境。但由(you)于優質(zhi)菱鎂(mei)礦石容易獲得(de)，價格很(hen)低(di)廉(lian)，所以，仍是我國電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)用得(de)最多最廣泛的(de)(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)。菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)石中氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)含量高低和化(hua)學(xue)成分直接影響(xiang)到電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質(zhi)量，同時在電熔(rong)過(guo)程中也直接影響(xiang)到電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)得到的(de)(de)品級(ji)比例，因此，為了保證電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質(zhi)量和品級(ji)比例，必(bi)須對各種礦(kuang)(kuang)石進行(xing)適當(dang)的(de)(de)配比后進行(xing)熔(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)。我國的遼(liao)寧省水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的礦源非常(chang)豐富，水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)中氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)。它也(ye)是一種制造電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的原料，部分地區(qu)水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的化(hua)學成(cheng)分見表2。

表2水鎂石的化學成分(fen)/%

③輕燒氧(yang)化鎂(mei)。以(yi)輕燒氧(yang)化鎂(mei)作(zuo)為電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)原料，可以(yi)使生(sheng)產環境得到改善(shan)，可以(yi)降低(di)運輸(shu)費(fei)用。由于電(dian)熔時排出氣體少，成(cheng)分也(ye)較均勻，對(dui)提高(gao)電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)質(zhi)量有利(li)。

我國有(you)一些電(dian)熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)以輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)制成(cheng)球料(liao)(liao)入爐(lu)電(dian)熔。輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)含量達到98%，以此料(liao)(liao)能生產出(chu)白色大結晶電(dian)熔氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。但(dan)由(you)于成(cheng)球費用(yong)高，影響生產成(cheng)本。目前，有(you)的廠(chang)家采(cai)用(yong)反射爐(lu)輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，以一定(ding)的粒度加入熔爐(lu)電(dian)熔，電(dian)熔氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的質(zhi)量比用(yong)菱鎂(mei)礦石好，成(cheng)本又比用(yong)球料(liao)(liao)作原料(liao)(liao)時便宜，因而得到了一定(ding)的推廣。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)砂(sha)。為(wei)了某些電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)特殊(shu)要求，有時(shi)(shi)必須(xu)(xu)在(zai)電熔(rong)(rong)過(guo)程中采(cai)用燒(shao)結(jie)鎂(mei)砂(sha)作為(wei)電熔(rong)(rong)原(yuan)(yuan)料(liao)，如采(cai)用海(hai)水鎂(mei)砂(sha)作為(wei)電熔(rong)(rong)原(yuan)(yuan)料(liao)，一般首(shou)先利(li)用處理海(hai)水和(he)(he)石灰乳作用生產氫氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，將氫氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。用其(qi)他方(fang)法也可以制得輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(詳見(jian)工業氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)制取(qu)方(fang)法)，采(cai)用輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)作為(wei)原(yuan)(yuan)料(liao)生產電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)(he)拉特爾(er)(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)，極少量(liang)(liang)的(de)(de)(de)雜(za)質氣(qi)體(相(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)(jing)(jing)體的(de)(de)(de)雜(za)質，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)長大。因為(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作用在(zai)于(yu)增加晶(jing)(jing)(jing)界運動(dong)所需(xu)的(de)(de)(de)能量(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)(yu)時(shi)(shi)，晶(jing)(jing)(jing)體能量(liang)(liang)降(jiang)低，其(qi)降(jiang)低量(liang)(liang)與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截面(mian)積(ji)(ji)成正(zheng)比，所以必須(xu)(xu)提高(gao)晶(jing)(jing)(jing)界能，晶(jing)(jing)(jing)界才(cai)能離開第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼續運動(dong)。并且(qie)當晶(jing)(jing)(jing)界與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)(yu)時(shi)(shi)，與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截面(mian)積(ji)(ji)相(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界必須(xu)(xu)變(bian)形，第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)粒長大的(de)(de)(de)極限尺寸愈小。

另一方面為了降低電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的顯氣孔率，也應盡量減少原料(liao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的氣體排出，因此，采用燒結(jie)鎂(mei)砂(sha)電(dian)熔有其(qi)顯著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶(jing)的(de)化學原料質(zhi)量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些(xie)特性是同原子(zi)和(he)分子(zi)的(de)量子(zi)力學本性如(ru)離(li)(li)子(zi)半徑的(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)的(de)電位數值(zhi)，離(li)(li)子(zi)的(de)電子(zi)外層(ceng)結構(gou)等相關聯。而氧化鎂的(de)離(li)(li)子(zi)尺寸、質量和(he)電荷(he)、陽(yang)離(li)(li)子(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)之間的(de)結合(he)特性和(he)強度(du)、離(li)(li)子(zi)的(de)極化作(zuo)用、結晶構(gou)造等決定它是一高(gao)熔(rong)點(dian)化合(he)物。

氧化鎂的熔點和結(jie)構(gou)參數(shu)：陽離子半徑(jing)0.074mm;陰(yin)離子半徑(jing)0.53mm;結(jie)構(gou)類型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)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造(zao)的(de)最重要過(guo)程是由各(ge)種鎂(mei)(mei)質(zhi)原料，通過(guo)各(ge)種形式的(de)加熱(re)方(fang)法產生(sheng)高(gao)溫使(shi)鎂(mei)(mei)質(zhi)材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)體(ti)。要使(shi)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)融，必須消(xiao)耗大量的(de)熱(re)能，以克服離(li)子間的(de)引力。通過(guo)強大電弧產生(sheng)高(gao)溫而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)方(fang)法叫做(zuo)電弧熔(rong)(rong)融法。這(zhe)個融化(hua)(hua)過(guo)程一(yi)般包(bao)括熱(re)的(de)傳(chuan)導、脫水(shui)、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)長大等一(yi)系列物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)過(guo)程。

①脫水(shui)過程。用水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)作(zuo)原料有一脫水(shui)過程。水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)主要成分是氫氧化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程。用菱鎂礦作為原料時(shi)有一(yi)個(ge)脫碳(tan)過程，脫碳(tan)過程包括(kuo)兩個(ge)方(fang)面。一(yi)方(fang)面是(shi)菱鎂礦石的熱分(fen)解，菱鎂礦石的主要成分(fen)是(shi)碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方(fang)面，由于(yu)在(zai)電熔過(guo)(guo)程中(zhong)往往在(zai)原料氧(yang)化(hua)鎂中(zhong)加入石墨(mo)粉末添加物(助(zhu)劑)，在(zai)電熔爐起動過(guo)(guo)程中(zhong)需(xu)在(zai)三電極(ji)(石墨(mo)電極(ji))的下端(duan)用石墨(mo)粉末鋪成三角形(xing)或星形(xing)導線路(lu)，在(zai)通電過(guo)(guo)程中(zhong)受熱(re)燒(shao)損(sun)或完(wan)全燃燒(shao)除去(qu)石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)即氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂中(zhong)鎂離子和氧(yang)離子在強電(dian)弧產生(sheng)(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)(re)能(neng)作用下(xia)，克服單晶體(ti)中(zhong)的(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)束縛，變成(cheng)(cheng)能(neng)自由(you)運動的(de)(de)過(guo)程(cheng)。也就是說，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂加熱(re)(re)(re)到一(yi)定溫度(熔(rong)(rong)點)就會由(you)固體(ti)變成(cheng)(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)。在這一(yi)過(guo)程(cheng)中(zhong)需消耗(hao)(hao)大(da)量的(de)(de)電(dian)能(neng)。據電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂生(sheng)(sheng)產者對(dui)用水(shui)鎂石作原料(liao)生(sheng)(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)的(de)(de)比例如下(xia)：氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂晶體(ti)生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐(lu)殼的(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子表面散(san)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據可以看出，在電(dian)熔(rong)(rong)