電(dian)弧熔(rong)爐生產電(dian)熔(rong)氧化鎂的工(gong)藝(yi)流(liu)程主要包(bao)括：原料配料、電(dian)弧熔(rong)融、破碎、選(xuan)別、粉(fen)碎、篩別、磁選(xuan)、分類(lei)包(bao)裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富的優質菱(ling)鎂礦石，氧(yang)化(hua)鎂含(han)量高(gao)，又易(yi)于(yu)開采(cai)，因此(ci)，被廣泛用作電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂的原(yuan)料。采(cai)用菱(ling)鎂石作原(yuan)料，碳酸(suan)鎂分解產生CO2氣體，由(you)于(yu)有(you)大量氣體從爐內(nei)排出(chu)影響著電(dian)熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化鎂的(de)結晶帶的(de)形成均有不(bu)利影(ying)響，由于大量(liang)塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗(hao)和能(neng)量(liang)消耗(hao)增高(gao)，也惡化了車(che)間生產環境。但由于優質菱鎂礦石容易獲得，價(jia)格很(hen)低(di)廉(lian)，所(suo)以，仍是(shi)我國(guo)電熔氧(yang)化鎂用得最多最廣泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)中氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的含(han)量高低和化(hua)(hua)學成(cheng)分直接(jie)影響(xiang)到(dao)電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的質量，同時在電(dian)熔過程中也直接(jie)影響(xiang)到(dao)電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)得(de)到(dao)的品級比例，因此，為(wei)了保證電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的質量和品級比例，必(bi)須(xu)對各種(zhong)礦(kuang)石(shi)進行適(shi)當(dang)的配比后進行熔煉。

②水鎂(mei)(mei)(mei)石。我國的遼(liao)寧省水鎂(mei)(mei)(mei)石的礦(kuang)源(yuan)非(fei)常豐(feng)富，水鎂(mei)(mei)(mei)石中氧化鎂(mei)(mei)(mei)含量(liang)高于(yu)菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石。它也是一(yi)種制造(zao)電(dian)熔凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)的原料(liao)，部分(fen)地(di)區(qu)水鎂(mei)(mei)(mei)石的化學成分(fen)見(jian)表2。

表2水(shui)鎂石的化學成分/%

③輕燒氧(yang)(yang)化鎂。以(yi)輕燒氧(yang)(yang)化鎂作為電熔氧(yang)(yang)化鎂原(yuan)料，可以(yi)使(shi)生產環境得(de)到(dao)改善，可以(yi)降低運輸費用。由(you)于電熔時排出氣(qi)體少，成(cheng)分也較均勻，對提高(gao)電熔氧(yang)(yang)化鎂質量(liang)有利。

我國有一(yi)(yi)些電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)以輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)(cheng)球(qiu)(qiu)料(liao)入爐(lu)電熔(rong)。輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)(liang)達到(dao)98%，以此料(liao)能生產出白色大結晶(jing)電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。但(dan)由于成(cheng)(cheng)球(qiu)(qiu)費用高(gao)，影(ying)響生產成(cheng)(cheng)本。目(mu)前(qian)，有的(de)廠家采用反射爐(lu)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，以一(yi)(yi)定(ding)的(de)粒度加入熔(rong)爐(lu)電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)(liang)比用菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石好，成(cheng)(cheng)本又比用球(qiu)(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜，因而(er)得到(dao)了一(yi)(yi)定(ding)的(de)推廣(guang)。

④燒結鎂(mei)(mei)砂。為(wei)了某些電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)特(te)(te)殊要求，有時必須在電熔(rong)過程(cheng)中采(cai)用(yong)燒結鎂(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)電熔(rong)原(yuan)料(liao)，如采(cai)用(yong)海水鎂(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)電熔(rong)原(yuan)料(liao)，一般首(shou)先利用(yong)處理(li)海水和石(shi)灰乳(ru)作(zuo)(zuo)用(yong)生產(chan)氫氧(yang)化鎂(mei)(mei)，將(jiang)氫氧(yang)化鎂(mei)(mei)煅燒成(cheng)輕燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)。用(yong)其他方法也可(ke)以(yi)(yi)制(zhi)得輕燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)(詳見(jian)工業(ye)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)制(zhi)取(qu)方法)，采(cai)用(yong)輕燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)原(yuan)料(liao)生產(chan)電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和拉特(te)(te)爾(Ruttere)等研究認(ren)為(wei)，極少(shao)量(liang)的(de)(de)雜質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)體的(de)(de)雜質(zhi)，可(ke)明顯影響(xiang)晶(jing)粒(li)的(de)(de)長(chang)大(da)。因為(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)在于增加晶(jing)界運(yun)動(dong)所需的(de)(de)能(neng)量(liang)。當(dang)晶(jing)界與(yu)(yu)第二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)體能(neng)量(liang)降(jiang)低，其降(jiang)低量(liang)與(yu)(yu)第二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積成(cheng)正比，所以(yi)(yi)必須提(ti)高晶(jing)界能(neng)，晶(jing)界才能(neng)離開(kai)第二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼(ji)續運(yun)動(dong)。并(bing)且(qie)當(dang)晶(jing)界與(yu)(yu)第二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與(yu)(yu)第二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)界必須變形，第二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)愈(yu)(yu)多(duo)，晶(jing)粒(li)長(chang)大(da)的(de)(de)極限尺(chi)寸愈(yu)(yu)小(xiao)。

另一方面為(wei)了降低電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂的顯氣孔率，也應盡量減少(shao)原料(liao)氧化(hua)鎂的氣體(ti)排出，因此，采用燒結(jie)鎂砂(sha)電(dian)(dian)熔(rong)有其(qi)顯著優點(dian)。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學(xue)原料質量(liang)要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特性是同原子(zi)和(he)(he)分子(zi)的量子(zi)力學(xue)本性如離(li)(li)(li)子(zi)半(ban)徑的尺(chi)寸(cun)，離(li)(li)(li)子(zi)的電(dian)位數(shu)值(zhi)，離(li)(li)(li)子(zi)的電(dian)子(zi)外層(ceng)結構(gou)等相關聯。而氧化鎂的離(li)(li)(li)子(zi)尺(chi)寸(cun)、質量和(he)(he)電(dian)荷、陽(yang)離(li)(li)(li)子(zi)和(he)(he)陰離(li)(li)(li)子(zi)之(zhi)間的結合特性和(he)(he)強度(du)、離(li)(li)(li)子(zi)的極化作用(yong)、結晶構(gou)造(zao)等決定它是一高熔點(dian)化合物。

氧化鎂的(de)熔點(dian)和結構參數(shu)：陽離子半(ban)徑0.074mm;陰離子半(ban)徑0.53mm;結構類型NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制造(zao)的(de)(de)(de)最重要過程(cheng)是(shi)由各種(zhong)鎂(mei)質原(yuan)料(liao)，通(tong)(tong)過各種(zhong)形式的(de)(de)(de)加熱方法(fa)產生高(gao)溫使(shi)鎂(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)，變(bian)成氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體。要使(shi)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融(rong)，必須消耗大量(liang)的(de)(de)(de)熱能，以克服離子間的(de)(de)(de)引力。通(tong)(tong)過強(qiang)大電弧(hu)產生高(gao)溫而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)方法(fa)叫做電弧(hu)熔(rong)(rong)融(rong)法(fa)。這(zhe)個(ge)融(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)一(yi)(yi)般包括(kuo)熱的(de)(de)(de)傳導、脫(tuo)(tuo)水(shui)、脫(tuo)(tuo)碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)、析(xi)晶、晶體長大等(deng)一(yi)(yi)系(xi)列物理化(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)過程(cheng)。

①脫(tuo)(tuo)水(shui)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)。用水(shui)鎂(mei)石(shi)作原料有一脫(tuo)(tuo)水(shui)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)。水(shui)鎂(mei)石(shi)的主(zhu)要(yao)成(cheng)分是氫(qing)氧(yang)化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)(tuo)水(shui)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)。用菱鎂礦(kuang)作為原料時有一個脫(tuo)(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)，脫(tuo)(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)包括兩個方(fang)面。一方(fang)面是菱鎂礦(kuang)石的熱(re)分解，菱鎂礦(kuang)石的主(zhu)要成分是碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面，由于在電熔(rong)過程中(zhong)往往在原料氧(yang)化(hua)鎂中(zhong)加入石墨(mo)(mo)粉末添加物(助劑(ji))，在電熔(rong)爐起動過程中(zhong)需在三(san)電極(石墨(mo)(mo)電極)的(de)下(xia)端用(yong)石墨(mo)(mo)粉末鋪成(cheng)三(san)角形或星形導線路，在通電過程中(zhong)受熱(re)燒損(sun)或完全燃燒除去石墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)(cheng)即氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂中(zhong)鎂離子和(he)氧(yang)離子在(zai)強電弧產生(sheng)的(de)熱(re)能(neng)作(zuo)用(yong)下，克服單晶體(ti)中(zhong)的(de)晶格能(neng)的(de)束縛(fu)，變成(cheng)能(neng)自由(you)運動的(de)過程(cheng)(cheng)(cheng)。也就是(shi)說，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂加(jia)熱(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)點)就會由(you)固體(ti)變成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)。在(zai)這一過程(cheng)(cheng)(cheng)中(zhong)需消耗(hao)(hao)大(da)量的(de)電能(neng)。據電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂生(sheng)產者對用(yong)水鎂石作(zuo)原料(liao)生(sheng)產電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)熱(re)平衡的(de)衡算，熱(re)消耗(hao)(hao)的(de)比例如下：氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂晶體(ti)生(sheng)成(cheng)熱(re)消耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成(cheng)熱(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)水耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表(biao)面散(san)熱(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電能(neng)損(sun)失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些(xie)統(tong)計(ji)數據可以看出，在(zai)電熔(rong)(rong)