電(dian)弧(hu)熔爐生產(chan)電(dian)熔氧化鎂的工(gong)藝流程主要(yao)包括：原料配(pei)料、電(dian)弧(hu)熔融、破(po)碎(sui)(sui)、選別、粉碎(sui)(sui)、篩(shai)別、磁選、分(fen)類(lei)包裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富的優(you)質菱(ling)鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量高，又(you)易于開采(cai)(cai)，因此(ci)，被廣泛用(yong)(yong)作電熔氧化鎂(mei)的原(yuan)(yuan)料。采(cai)(cai)用(yong)(yong)菱(ling)鎂(mei)石作原(yuan)(yuan)料，碳酸鎂(mei)分(fen)解產生CO2氣體，由于有(you)大量氣體從爐內排出影(ying)響(xiang)著電熔過程(cheng)的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔氧化鎂(mei)的(de)結(jie)晶(jing)帶的(de)形成均有不利影響，由(you)于(yu)大(da)量塵料飛損，使物料損耗(hao)和(he)能量消耗(hao)增高，也惡化了車間生產環境。但由(you)于(yu)優質菱鎂(mei)礦石容易獲(huo)得，價(jia)格很低廉，所以(yi)，仍(reng)是我國(guo)電熔氧化鎂(mei)用(yong)得最(zui)多最(zui)廣泛(fan)的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石(shi)中氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)含(han)量(liang)高低和化(hua)學(xue)成分直接影(ying)響到電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)質(zhi)量(liang)，同時在電熔(rong)(rong)過程中也(ye)直接影(ying)響到電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)得到的(de)(de)品級(ji)比例，因此，為了保證電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)質(zhi)量(liang)和品級(ji)比例，必(bi)須對各種礦石(shi)進行(xing)適(shi)當的(de)(de)配比后(hou)進行(xing)熔(rong)(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)(mei)石。我國的遼(liao)寧省水鎂(mei)(mei)(mei)石的礦源非常(chang)豐富，水鎂(mei)(mei)(mei)石中氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量高于(yu)菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦石。它也是一種制造電熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的原料，部(bu)分地區水鎂(mei)(mei)(mei)石的化(hua)(hua)學(xue)成(cheng)分見表2。

表2水鎂石(shi)的化學成分/%

③輕燒氧化(hua)鎂(mei)。以輕燒氧化(hua)鎂(mei)作為電熔氧化(hua)鎂(mei)原(yuan)料，可以使生產(chan)環境得到(dao)改善，可以降(jiang)低運輸費用。由于電熔時排出氣(qi)體少，成分也(ye)較均勻，對提高電熔氧化(hua)鎂(mei)質(zhi)量有(you)利。

我國有一(yi)些(xie)電熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)以輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)制(zhi)成球(qiu)料(liao)入爐電熔。輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)含量達(da)到98%，以此料(liao)能(neng)生產出白色大結(jie)晶電熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。但由(you)于成球(qiu)費用(yong)高，影(ying)響生產成本(ben)(ben)。目前，有的廠家(jia)采用(yong)反射(she)爐輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，以一(yi)定(ding)的粒(li)度加入熔爐電熔，電熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的質量比用(yong)菱(ling)鎂(mei)礦石好(hao)，成本(ben)(ben)又比用(yong)球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜，因而得到了一(yi)定(ding)的推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂。為了某些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)特殊(shu)要求，有時(shi)必須(xu)在電(dian)(dian)熔(rong)過程中采用(yong)(yong)(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)(yuan)料(liao)，如采用(yong)(yong)(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)(yuan)料(liao)，一般首(shou)先利用(yong)(yong)(yong)處理海(hai)水和石灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)生產氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)(shao)成(cheng)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)(yong)其他方法也(ye)可以制得(de)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(詳(xiang)見(jian)工業(ye)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)制取方法)，采用(yong)(yong)(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為原(yuan)(yuan)料(liao)生產電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研(yan)究認為，極(ji)少量的(de)雜質氣體(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)體的(de)雜質，可明顯影響晶(jing)(jing)粒(li)的(de)長大(da)。因為雜質相(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)在于增加晶(jing)(jing)界(jie)運(yun)動所(suo)需的(de)能量。當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)與第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)體能量降(jiang)低，其降(jiang)低量與第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截面積成(cheng)正比，所(suo)以必須(xu)提高晶(jing)(jing)界(jie)能，晶(jing)(jing)界(jie)才能離(li)開(kai)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并(bing)且當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)與第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截面積相(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)界(jie)必須(xu)變形，第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)數量愈多，晶(jing)(jing)粒(li)長大(da)的(de)極(ji)限尺寸愈小。

另一方面為了降(jiang)低電熔凝氧化鎂的(de)顯氣孔率，也(ye)應(ying)盡量減少原料氧化鎂的(de)氣體(ti)排(pai)出，因此，采用(yong)燒(shao)結鎂砂電熔有其顯著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原(yuan)料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)(te)性是同原子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)(zi)的量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)力(li)學(xue)本性如離子(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的尺寸(cun)，離子(zi)(zi)(zi)(zi)的電位數值，離子(zi)(zi)(zi)(zi)的電子(zi)(zi)(zi)(zi)外層(ceng)結構(gou)等(deng)相關聯。而氧(yang)化鎂(mei)的離子(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸(cun)、質量(liang)和(he)電荷、陽離子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)陰離子(zi)(zi)(zi)(zi)之間(jian)的結合特(te)(te)性和(he)強度、離子(zi)(zi)(zi)(zi)的極化作用、結晶(jing)構(gou)造等(deng)決(jue)定它是一(yi)高熔點化合物。

氧化鎂(mei)的熔點和結構(gou)參數：陽離子(zi)半(ban)徑(jing)(jing)0.074mm;陰離子(zi)半(ban)徑(jing)(jing)0.53mm;結構(gou)類(lei)型NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制(zhi)造的(de)(de)最重要過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)是由各種鎂(mei)質(zhi)原料，通(tong)過(guo)(guo)各種形式的(de)(de)加熱方(fang)法(fa)(fa)產生高溫使鎂(mei)質(zhi)材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)，變(bian)(bian)成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)體。要使氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)融(rong)，必須(xu)消耗(hao)大(da)量的(de)(de)熱能，以克服離子間的(de)(de)引力。通(tong)過(guo)(guo)強大(da)電弧產生高溫而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)叫做(zuo)電弧熔(rong)融(rong)法(fa)(fa)。這個融(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)一般(ban)包括熱的(de)(de)傳導(dao)、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)、析(xi)晶、晶體長大(da)等一系列物(wu)理化(hua)(hua)(hua)學變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。

①脫水(shui)(shui)過(guo)程。用(yong)水(shui)(shui)鎂(mei)石作原(yuan)料有(you)一脫水(shui)(shui)過(guo)程。水(shui)(shui)鎂(mei)石的主(zhu)要成分(fen)是(shi)氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)(shui)過(guo)程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程。用菱(ling)鎂礦(kuang)作為(wei)原料時有一(yi)(yi)個脫碳過程，脫碳過程包括兩個方面(mian)。一(yi)(yi)方面(mian)是菱(ling)鎂礦(kuang)石(shi)的熱分(fen)解，菱(ling)鎂礦(kuang)石(shi)的主要成分(fen)是碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方(fang)面，由于在(zai)電(dian)熔(rong)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)往往在(zai)原料氧(yang)化鎂中(zhong)(zhong)加入石墨(mo)(mo)粉末添加物(助劑)，在(zai)電(dian)熔(rong)爐起動過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)需在(zai)三(san)電(dian)極(ji)(ji)(石墨(mo)(mo)電(dian)極(ji)(ji))的下端(duan)用(yong)石墨(mo)(mo)粉末鋪成三(san)角(jiao)形(xing)或(huo)星形(xing)導線路，在(zai)通電(dian)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)受熱燒損或(huo)完全(quan)燃(ran)燒除去石墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子和(he)氧(yang)(yang)離子在強電(dian)(dian)弧產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)作用(yong)下(xia)，克服單晶體(ti)中的(de)(de)(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)(de)(de)束縛，變成能(neng)自(zi)由(you)運動的(de)(de)(de)(de)過(guo)程。也就是說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)點(dian))就會(hui)由(you)固體(ti)變成液體(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)。在這(zhe)一過(guo)程中需消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)大量(liang)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)。據電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產(chan)者對用(yong)水鎂(mei)石作原料生(sheng)產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)平衡的(de)(de)(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)比例如下(xia)：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)晶體(ti)生(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂(sha)生(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼的(de)(de)(de)(de)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面(mian)散熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣(qi)帶走熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數據可以(yi)看出(chu)，在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)