電(dian)(dian)弧熔(rong)爐生產電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂的工藝流程主(zhu)要(yao)包括：原料配料、電(dian)(dian)弧熔(rong)融、破碎(sui)、選別(bie)、粉碎(sui)、篩別(bie)、磁(ci)選、分(fen)類包裝等(deng)。

(1)原料

我國有豐富的(de)優質菱鎂(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)含量高，又易于(yu)開采，因此(ci)，被廣泛用(yong)作(zuo)電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)的(de)原(yuan)料(liao)。采用(yong)菱鎂(mei)石作(zuo)原(yuan)料(liao)，碳酸鎂(mei)分解產生(sheng)CO2氣體(ti)，由于(yu)有大量氣體(ti)從爐內排出(chu)影響(xiang)著電熔(rong)過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化(hua)鎂的(de)結晶(jing)帶(dai)的(de)形成均有不利影響，由(you)(you)于(yu)(yu)大(da)量塵料(liao)飛損(sun)，使(shi)物料(liao)損(sun)耗(hao)和能量消耗(hao)增高，也惡化(hua)了車間生產環境。但由(you)(you)于(yu)(yu)優質菱鎂礦(kuang)石容易(yi)獲(huo)得，價格(ge)很低廉，所以，仍是我國電熔氧(yang)化(hua)鎂用得最(zui)多最(zui)廣泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)石中氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)含量高低和(he)(he)化(hua)(hua)學成分直接(jie)影響到(dao)電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量，同時在電熔(rong)過(guo)程中也直接(jie)影響到(dao)電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)得到(dao)的(de)品(pin)級比(bi)(bi)例(li)，因(yin)此，為了保證電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量和(he)(he)品(pin)級比(bi)(bi)例(li)，必須對各種礦(kuang)石進(jin)行(xing)適當的(de)配比(bi)(bi)后進(jin)行(xing)熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石。我國的遼(liao)寧(ning)省水(shui)鎂(mei)(mei)石的礦(kuang)源非常(chang)豐(feng)富(fu)，水(shui)鎂(mei)(mei)石中氧(yang)化鎂(mei)(mei)含量高于菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石。它(ta)也是一種(zhong)制(zhi)造電(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的原料，部分(fen)(fen)地區水(shui)鎂(mei)(mei)石的化學成分(fen)(fen)見表2。

表2水(shui)鎂石的(de)化學(xue)成(cheng)分/%

③輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。以輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作為電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)原料，可以使生產環境得(de)到改善，可以降(jiang)低運輸費用。由(you)于電(dian)熔時排出(chu)氣體少，成分也較(jiao)均勻(yun)，對提高電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)質(zhi)量有利(li)。

我國有一些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)以輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)制(zhi)成球(qiu)料入(ru)爐電(dian)熔(rong)(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)含量(liang)達到(dao)98%，以此料能生產出白色大(da)結(jie)晶(jing)電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。但由于成球(qiu)費用高(gao)，影響生產成本。目前，有的(de)廠家采用反(fan)射(she)爐輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，以一定的(de)粒(li)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)的(de)質量(liang)比用菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)好，成本又比用球(qiu)料作原料時便宜，因而得(de)到(dao)了一定的(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了(le)某些(xie)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)特(te)殊(shu)要求，有(you)時(shi)必(bi)須在電(dian)熔(rong)(rong)過(guo)程(cheng)中采(cai)用(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料，如采(cai)用(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料，一(yi)般首先利用(yong)處理海水和石(shi)灰乳(ru)作用(yong)生產(chan)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)(shao)成(cheng)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)其他(ta)方(fang)法也可以制得輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)制取方(fang)法)，采(cai)用(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作為(wei)原(yuan)料生產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)爾(er)(Ruttere)等研究認為(wei)，極少量的(de)雜(za)(za)質(zhi)氣(qi)體(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)(jing)(jing)體的(de)雜(za)(za)質(zhi)，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)長大。因為(wei)雜(za)(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作用(yong)在于增(zeng)加晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)運動所(suo)需的(de)能(neng)量。當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體能(neng)量降低，其降低量與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面積成(cheng)正比，所(suo)以必(bi)須提高晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)才(cai)能(neng)離(li)開(kai)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面積相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)必(bi)須變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量愈多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒長大的(de)極限尺寸愈小。

另一方面為(wei)了降低電熔凝(ning)氧化(hua)鎂的(de)顯氣孔率(lv)，也應盡量(liang)減少原(yuan)料(liao)氧化(hua)鎂的(de)氣體(ti)排(pai)出，因(yin)此，采用燒結鎂砂電熔有其顯著優點。

⑤電熔氧化鎂(mei)單晶的化學原(yuan)料質量要求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特(te)性(xing)是同原子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)(zi)力學(xue)本性(xing)如離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺(chi)寸(cun)，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電位數(shu)值，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)外(wai)層結(jie)構等相關聯。而氧(yang)化(hua)鎂的(de)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)、質量和(he)電荷、陽離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)結(jie)合特(te)性(xing)和(he)強度、離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)極(ji)化(hua)作用、結(jie)晶構造等決定它是一高熔點化(hua)合物。

氧化鎂的熔(rong)點和結構參數：陽離子(zi)半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離子(zi)半(ban)徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配位數6;有效(xiao)配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂制造的(de)最重要過(guo)(guo)(guo)程是由各種鎂質原料(liao)，通過(guo)(guo)(guo)各種形式(shi)的(de)加熱方法(fa)產(chan)生高溫(wen)使(shi)鎂質材料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)鎂熔(rong)體(ti)。要使(shi)氧(yang)化(hua)(hua)鎂熔(rong)融，必須消(xiao)耗大量的(de)熱能(neng)，以克(ke)服離子間的(de)引力。通過(guo)(guo)(guo)強大電弧產(chan)生高溫(wen)而熔(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)方法(fa)叫做電弧熔(rong)融法(fa)。這個融化(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)程一(yi)般包括熱的(de)傳導、脫(tuo)(tuo)水(shui)、脫(tuo)(tuo)碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析(xi)晶(jing)、晶(jing)體(ti)長大等一(yi)系列物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)過(guo)(guo)(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)過(guo)(guo)程(cheng)。用水(shui)鎂石作原料有一脫(tuo)水(shui)過(guo)(guo)程(cheng)。水(shui)鎂石的主要成(cheng)分是(shi)(shi)氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過(guo)(guo)程(cheng)是(shi)(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。用(yong)菱(ling)(ling)鎂礦作(zuo)為原料時(shi)有一個(ge)脫(tuo)碳(tan)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)包括兩個(ge)方面(mian)。一方面(mian)是菱(ling)(ling)鎂礦石的(de)熱分解，菱(ling)(ling)鎂礦石的(de)主(zhu)要成分是碳(tan)酸(suan)鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在電(dian)(dian)熔(rong)過程中往往在原料氧化鎂中加入石墨粉末(mo)添加物(助劑)，在電(dian)(dian)熔(rong)爐起動過程中需在三電(dian)(dian)極(石墨電(dian)(dian)極)的下端(duan)用石墨粉末(mo)鋪成三角形(xing)或(huo)星形(xing)導線路，在通(tong)電(dian)(dian)過程中受熱(re)燒損或(huo)完(wan)全燃(ran)燒除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化過(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化過(guo)程(cheng)即氧化鎂(mei)(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)(mei)離子和(he)氧離子在(zai)強電(dian)弧產生(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)(neng)(neng)作用下，克服單晶(jing)體(ti)中的(de)(de)晶(jing)格(ge)能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)束縛，變成(cheng)(cheng)(cheng)能(neng)(neng)(neng)自由運動的(de)(de)過(guo)程(cheng)。也就是說，氧化鎂(mei)(mei)(mei)加(jia)熱(re)(re)(re)(re)到(dao)一(yi)定(ding)溫度(熔(rong)(rong)點)就會由固體(ti)變成(cheng)(cheng)(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)(rong)化。在(zai)這(zhe)一(yi)過(guo)程(cheng)中需消(xiao)耗(hao)(hao)大(da)量的(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)(neng)。據(ju)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)(mei)(mei)生(sheng)產者(zhe)對用水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石作原(yuan)料生(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)比例如下：氧化鎂(mei)(mei)(mei)晶(jing)體(ti)生(sheng)成(cheng)(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值15.3%，散(san)(san)砂生(sheng)成(cheng)(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值3.0%，冷卻(que)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值8.4%，冷卻(que)爐(lu)殼的(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值7.9%，爐(lu)子表面散(san)(san)熱(re)(re)(re)(re)值6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)(re)值28.8%。電(dian)能(neng)(neng)(neng)損失(shi)值3.2%，從這(zhe)些統計(ji)數據(ju)可以看(kan)出，在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)