電弧熔爐生(sheng)產電熔氧化鎂的工藝(yi)流程(cheng)主要(yao)包(bao)括：原料配(pei)料、電弧熔融(rong)、破(po)碎、選別(bie)(bie)、粉碎、篩別(bie)(bie)、磁(ci)選、分類包(bao)裝等(deng)。

(1)原料

我國有豐富的(de)(de)優(you)質菱(ling)鎂礦石，氧化鎂含(han)量高，又(you)易(yi)于開(kai)采(cai)，因此，被廣泛用(yong)(yong)作電(dian)熔氧化鎂的(de)(de)原(yuan)料。采(cai)用(yong)(yong)菱(ling)鎂石作原(yuan)料，碳酸鎂分解產生(sheng)CO2氣體，由于有大量氣體從爐內(nei)排出(chu)影響(xiang)著電(dian)熔過(guo)程(cheng)的(de)(de)進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化(hua)鎂的(de)結(jie)晶帶的(de)形(xing)成(cheng)均有不(bu)利(li)影響，由(you)(you)于大量塵料(liao)飛(fei)損(sun)，使物料(liao)損(sun)耗和(he)能量消耗增(zeng)高，也惡化(hua)了車間(jian)生產(chan)環境。但由(you)(you)于優質(zhi)菱鎂礦石容易獲得(de)，價格很低廉，所以，仍是我(wo)國電熔(rong)氧化(hua)鎂用得(de)最(zui)多最(zui)廣(guang)泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)中氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的含量高低(di)和(he)化學(xue)成分直接影響到(dao)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的質量，同時在電(dian)熔(rong)(rong)過程中也直接影響到(dao)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)得到(dao)的品級比(bi)例(li)，因此，為(wei)了保證電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的質量和(he)品級比(bi)例(li)，必須對各種礦石(shi)進行適當的配(pei)比(bi)后(hou)進行熔(rong)(rong)煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)石。我(wo)國的遼寧省水(shui)鎂(mei)石的礦(kuang)源非(fei)常豐富，水(shui)鎂(mei)石中氧化(hua)(hua)鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦(kuang)石。它也是一種制(zhi)造(zao)電熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的原料，部分地(di)區(qu)水(shui)鎂(mei)石的化(hua)(hua)學(xue)成分見(jian)表2。

表2水鎂石的化學成(cheng)分/%

③輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)。以(yi)(yi)輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)作為電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)原料，可以(yi)(yi)使生(sheng)產環(huan)境得到(dao)改善，可以(yi)(yi)降低運輸費用。由于電熔時(shi)排出氣體少，成分也較均勻(yun)，對提(ti)高電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)質量有利。

我國(guo)有(you)一(yi)些電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)以(yi)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)制成球(qiu)料(liao)入爐電(dian)熔(rong)。輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)氧(yang)(yang)化鎂(mei)含(han)量達到98%，以(yi)此料(liao)能生產出白(bai)色大結(jie)晶電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)。但(dan)由于成球(qiu)費用(yong)(yong)高，影響(xiang)生產成本。目前(qian)，有(you)的(de)廠(chang)家采(cai)用(yong)(yong)反射爐輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)，以(yi)一(yi)定的(de)粒(li)度加入熔(rong)爐電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)質量比用(yong)(yong)菱(ling)鎂(mei)礦石好，成本又(you)比用(yong)(yong)球(qiu)料(liao)作(zuo)原料(liao)時便宜，因而得到了一(yi)定的(de)推廣(guang)。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂。為了某些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)特(te)殊要求，有時(shi)必須(xu)在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)過程中采(cai)用(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)(zuo)為電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，如采(cai)用(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)(zuo)為電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，一般首先利用(yong)處(chu)理海(hai)水和石灰乳作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)生產(chan)(chan)氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)成(cheng)輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)。用(yong)其(qi)他方(fang)法(fa)也(ye)可以制得(de)輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)制取方(fang)法(fa))，采(cai)用(yong)輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)作(zuo)(zuo)(zuo)為原(yuan)料(liao)生產(chan)(chan)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研究認為，極(ji)少量的(de)雜(za)質(zhi)(zhi)氣體(ti)(ti)(相(xiang))也(ye)屬于(yu)晶(jing)體(ti)(ti)的(de)雜(za)質(zhi)(zhi)，可明顯(xian)影響(xiang)晶(jing)粒的(de)長(chang)(chang)大(da)。因為雜(za)質(zhi)(zhi)相(xiang)的(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)在(zai)于(yu)增加晶(jing)界運動(dong)(dong)所需的(de)能(neng)(neng)量。當(dang)晶(jing)界與第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)體(ti)(ti)能(neng)(neng)量降(jiang)低(di)，其(qi)降(jiang)低(di)量與第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)橫截面積成(cheng)正比，所以必須(xu)提高晶(jing)界能(neng)(neng)，晶(jing)界才(cai)能(neng)(neng)離開第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)繼續運動(dong)(dong)。并且當(dang)晶(jing)界與第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇(yu)時(shi)，與第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)橫截面積相(xiang)等的(de)晶(jing)界必須(xu)變形，第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)數量愈多，晶(jing)粒長(chang)(chang)大(da)的(de)極(ji)限尺寸愈小。

另一方面為(wei)了降低(di)電(dian)熔(rong)凝氧化鎂的顯氣(qi)孔率(lv)，也應盡量減少原料(liao)氧化鎂的氣(qi)體(ti)排(pai)出，因此，采用燒結鎂砂電(dian)熔(rong)有其(qi)顯著優(you)點。

⑤電熔氧(yang)化鎂單晶的化學原料(liao)質(zhi)量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是同原子(zi)和分(fen)子(zi)的(de)量子(zi)力學本性(xing)如離子(zi)半徑(jing)的(de)尺寸，離子(zi)的(de)電(dian)位數值，離子(zi)的(de)電(dian)子(zi)外層(ceng)結構等相關聯。而氧(yang)化鎂的(de)離子(zi)尺寸、質量和電(dian)荷、陽離子(zi)和陰離子(zi)之間(jian)的(de)結合特(te)性(xing)和強度、離子(zi)的(de)極化作用、結晶構造等決定它(ta)是一高熔點化合物。

氧化鎂的熔(rong)點和結(jie)構參(can)數：陽離子(zi)半徑0.074mm;陰(yin)離子(zi)半徑0.53mm;結(jie)構類(lei)型NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂制造(zao)的最重(zhong)要過程(cheng)是由各(ge)種鎂質原料(liao)，通(tong)過各(ge)種形式的加熱方法產生高(gao)溫使鎂質材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)，變成(cheng)氧化(hua)(hua)鎂熔(rong)(rong)體。要使氧化(hua)(hua)鎂熔(rong)(rong)融(rong)，必須消耗大量的熱能(neng)，以克服離子間的引(yin)力。通(tong)過強大電弧(hu)產生高(gao)溫而(er)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂的方法叫做電弧(hu)熔(rong)(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)一(yi)般(ban)包(bao)括熱的傳導、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體長大等(deng)一(yi)系列物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的過程(cheng)。

①脫(tuo)(tuo)水(shui)過程(cheng)。用水(shui)鎂(mei)石作原料(liao)有一脫(tuo)(tuo)水(shui)過程(cheng)。水(shui)鎂(mei)石的主(zhu)要成分是氫氧(yang)化鎂(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)(tuo)水(shui)過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)。用菱鎂礦作為原料(liao)時有一個脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)包(bao)括兩(liang)個方(fang)面(mian)(mian)。一方(fang)面(mian)(mian)是菱鎂礦石的熱分解(jie)，菱鎂礦石的主要成分是碳(tan)酸(suan)鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)過程(cheng)中(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)原(yuan)料(liao)氧化鎂中(zhong)加入石(shi)墨粉末(mo)添加物(助劑)，在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)爐(lu)起動過程(cheng)中(zhong)需在(zai)三(san)電(dian)(dian)極(ji)(石(shi)墨電(dian)(dian)極(ji))的下端用石(shi)墨粉末(mo)鋪成三(san)角形(xing)或星形(xing)導(dao)線路，在(zai)通電(dian)(dian)過程(cheng)中(zhong)受熱燒(shao)損或完全燃燒(shao)除(chu)去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)過程。熔化(hua)過程即氧化(hua)鎂中鎂離子(zi)(zi)和氧離子(zi)(zi)在(zai)強電(dian)弧產生的(de)熱(re)能(neng)(neng)作用下，克服單晶(jing)體中的(de)晶(jing)格能(neng)(neng)的(de)束縛，變成能(neng)(neng)自(zi)由(you)運(yun)動的(de)過程。也就是說，氧化(hua)鎂加(jia)熱(re)到(dao)一(yi)定溫(wen)度(熔點)就會由(you)固體變成液體，叫熔化(hua)。在(zai)這一(yi)過程中需消(xiao)耗(hao)大量的(de)電(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)熔凝氧化(hua)鎂生產者(zhe)對用水鎂石作原料生產電(dian)熔凝氧化(hua)鎂的(de)熱(re)平衡(heng)的(de)衡(heng)算(suan)，熱(re)消(xiao)耗(hao)的(de)比例(li)如下：氧化(hua)鎂晶(jing)體生成熱(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)34.9%，渣(zha)皮(pi)消(xiao)耗(hao)熱(re)值(zhi)15.3%，散砂生成熱(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)熱(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)水耗(hao)熱(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)(zi)表(biao)面(mian)散熱(re)值(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶走熱(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)3.2%，從這些統計(ji)數據可以看出，在(zai)電(dian)熔