電弧熔爐(lu)生產電熔氧(yang)化鎂的工藝(yi)流程主要包括：原料(liao)配料(liao)、電弧熔融、破碎、選(xuan)別、粉(fen)碎、篩別、磁選(xuan)、分類(lei)包裝(zhuang)等。

(1)原料

我國(guo)有豐富的優質菱鎂礦(kuang)石，氧(yang)化(hua)鎂含(han)量(liang)高，又易于開(kai)采，因此，被廣(guang)泛用作(zuo)電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂的原(yuan)料。采用菱鎂石作(zuo)原(yuan)料，碳酸(suan)鎂分解產(chan)生CO2氣(qi)體(ti)(ti)，由于有大(da)量(liang)氣(qi)體(ti)(ti)從爐內排出影響著電(dian)熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂的(de)結晶帶的(de)形成均有不利(li)影響，由于大量塵料飛損，使物料損耗(hao)和能(neng)量消(xiao)耗(hao)增高(gao)，也惡化(hua)了(le)車間生產(chan)環境。但由于優(you)質菱鎂礦石容易獲得(de)，價(jia)格很低(di)廉，所以(yi)，仍是我國電熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂用得(de)最多最廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)(shi)中(zhong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的含量高(gao)低和化(hua)(hua)學成分直接影(ying)響到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的質(zhi)量，同時(shi)在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)過程中(zhong)也(ye)直接影(ying)響到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)得到(dao)的品級比(bi)例，因此，為了保(bao)證(zheng)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的質(zhi)量和品級比(bi)例，必須對各(ge)種(zhong)礦石(shi)(shi)進行適當的配比(bi)后進行熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)石。我國(guo)的(de)遼(liao)寧省水(shui)鎂(mei)石的(de)礦源非(fei)常豐富(fu)，水(shui)鎂(mei)石中氧(yang)化鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦石。它也是一種制造(zao)電熔凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)原料，部分地區水(shui)鎂(mei)石的(de)化學成分見表2。

表(biao)2水鎂石的化學(xue)成分/%

③輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。以輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作為電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)原料，可以使生產(chan)環境得到改(gai)善(shan)，可以降低運輸(shu)費用(yong)。由于電熔(rong)時(shi)排出氣體少，成(cheng)分也較均勻，對提高電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)質(zhi)量有利。

我國有(you)一些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)以(yi)(yi)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)制(zhi)成(cheng)球料(liao)入(ru)爐(lu)電(dian)熔(rong)。輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)含量達到(dao)98%，以(yi)(yi)此料(liao)能生產出白色大(da)結晶電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。但(dan)由(you)于成(cheng)球費用(yong)高，影(ying)響(xiang)生產成(cheng)本(ben)。目前(qian)，有(you)的(de)(de)廠家采用(yong)反射(she)爐(lu)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，以(yi)(yi)一定的(de)(de)粒度加(jia)入(ru)熔(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)質量比(bi)用(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石好(hao)，成(cheng)本(ben)又比(bi)用(yong)球料(liao)作原(yuan)料(liao)時便宜，因(yin)而(er)得到(dao)了一定的(de)(de)推廣。

④燒(shao)結(jie)(jie)鎂砂(sha)(sha)。為(wei)(wei)了(le)某些(xie)電熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)特(te)殊(shu)要求(qiu)，有時(shi)(shi)必須(xu)在電熔過程中采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)燒(shao)結(jie)(jie)鎂砂(sha)(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電熔原料，如采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)海(hai)(hai)水(shui)鎂砂(sha)(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電熔原料，一般首先利用(yong)(yong)(yong)(yong)處理海(hai)(hai)水(shui)和(he)石灰乳(ru)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)生產氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂，將氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂煅燒(shao)成輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂。用(yong)(yong)(yong)(yong)其他方法也(ye)可以(yi)制(zhi)(zhi)得輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(詳見工業氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)制(zhi)(zhi)取方法)，采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂作(zuo)為(wei)(wei)原料生產電熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂。奧絲脫(AusT)和(he)拉特(te)爾(Ruttere)等(deng)研究認(ren)為(wei)(wei)，極(ji)少量(liang)的(de)雜質氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬于(yu)晶(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)雜質，可明顯影響(xiang)晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)長大。因(yin)為(wei)(wei)雜質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)在于(yu)增(zeng)加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)運動所(suo)需的(de)能(neng)量(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)(shi)，晶(jing)(jing)(jing)體(ti)能(neng)量(liang)降低(di)，其降低(di)量(liang)與(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積(ji)成正比，所(suo)以(yi)必須(xu)提高(gao)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)才能(neng)離開第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼(ji)續運動。并(bing)且當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)(shi)，與(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)必須(xu)變形，第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈多(duo)，晶(jing)(jing)(jing)粒長大的(de)極(ji)限尺寸(cun)愈小(xiao)。

另一方(fang)面(mian)為了降低電(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)的顯(xian)氣孔率，也應盡量(liang)減少原料氧(yang)化鎂(mei)的氣體(ti)排出，因此，采用燒結鎂(mei)砂電(dian)熔有其顯(xian)著優點。

⑤電熔氧(yang)化鎂(mei)單晶的化學原料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性(xing)是同(tong)原子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的(de)(de)(de)量子(zi)(zi)力(li)學本性(xing)如離(li)(li)子(zi)(zi)半(ban)徑的(de)(de)(de)尺寸(cun)，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)電(dian)位(wei)數值，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)外層結構(gou)等相關聯。而(er)氧化(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)尺寸(cun)、質(zhi)量和電(dian)荷(he)、陽離(li)(li)子(zi)(zi)和陰(yin)離(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)(de)(de)結合特性(xing)和強度、離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)極(ji)化(hua)(hua)作用、結晶構(gou)造等決(jue)定(ding)它是一高(gao)熔(rong)點(dian)化(hua)(hua)合物。

氧化鎂的(de)熔(rong)點(dian)和結構(gou)參數：陽(yang)離(li)子(zi)半徑(jing)0.074mm;陰離(li)子(zi)半徑(jing)0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配(pei)(pei)位數6;有(you)效配(pei)(pei)位數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)2800℃。

電熔(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂制造的(de)(de)(de)最(zui)重要過程(cheng)是由各種鎂質(zhi)原料(liao)，通過各種形式的(de)(de)(de)加熱方法產(chan)生高(gao)(gao)溫使(shi)鎂質(zhi)材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)鎂熔(rong)(rong)(rong)體(ti)。要使(shi)氧化(hua)(hua)鎂熔(rong)(rong)(rong)融(rong)，必須(xu)消耗大(da)量的(de)(de)(de)熱能(neng)，以克服離子(zi)間的(de)(de)(de)引力。通過強大(da)電弧(hu)產(chan)生高(gao)(gao)溫而熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)方法叫(jiao)做電弧(hu)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)一般包括熱的(de)(de)(de)傳導(dao)、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)長(chang)大(da)等一系列物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)(de)(de)過程(cheng)。

①脫(tuo)(tuo)水(shui)過程。用水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)作原料(liao)有一(yi)脫(tuo)(tuo)水(shui)過程。水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的主要成分是氫氧化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)(tuo)水(shui)過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)。用(yong)菱鎂礦作為原料(liao)時(shi)有(you)一個脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)包括兩個方(fang)面(mian)。一方(fang)面(mian)是菱鎂礦石(shi)的熱分(fen)解(jie)，菱鎂礦石(shi)的主要成分(fen)是碳(tan)酸(suan)鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電熔(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)(shi)墨粉(fen)末(mo)添加物(助劑)，在(zai)電熔(rong)爐起動過程(cheng)中(zhong)需在(zai)三電極(ji)(石(shi)(shi)墨電極(ji))的下端(duan)用石(shi)(shi)墨粉(fen)末(mo)鋪成三角形(xing)或星形(xing)導線路，在(zai)通電過程(cheng)中(zhong)受熱燒損或完全(quan)燃燒除去(qu)石(shi)(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)過程。熔化(hua)(hua)過程即氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離(li)子(zi)和氧(yang)離(li)子(zi)在(zai)強(qiang)電(dian)(dian)弧產生(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)能(neng)(neng)作用下，克(ke)服單(dan)晶(jing)體中的(de)(de)晶(jing)格能(neng)(neng)的(de)(de)束縛，變(bian)成(cheng)(cheng)能(neng)(neng)自(zi)由(you)運動的(de)(de)過程。也就是說，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)到一(yi)定(ding)溫(wen)度(熔點)就會由(you)固體變(bian)成(cheng)(cheng)液體，叫熔化(hua)(hua)。在(zai)這一(yi)過程中需消(xiao)(xiao)耗大量的(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)產者(zhe)對用水(shui)鎂(mei)(mei)石作原料生(sheng)產電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)消(xiao)(xiao)耗的(de)(de)比(bi)例(li)如(ru)下：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)體生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)消(xiao)(xiao)耗值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)耗熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)耗值(zhi)3.0%，冷卻(que)水(shui)耗熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)(de)水(shui)耗熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)表面(mian)散(san)熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)(neng)損失(shi)值(zhi)3.2%，從(cong)這些統計數據可以看出(chu)，在(zai)電(dian)(dian)熔