電弧熔(rong)(rong)爐生產電熔(rong)(rong)氧化鎂的工藝流程主要包括(kuo)：原料配料、電弧熔(rong)(rong)融、破(po)碎(sui)(sui)、選別、粉(fen)碎(sui)(sui)、篩別、磁選、分(fen)類包裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富的優質菱(ling)鎂(mei)礦石，氧(yang)化鎂(mei)含量(liang)高，又易(yi)于(yu)開采，因此，被廣(guang)泛用(yong)作電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)的原料(liao)。采用(yong)菱(ling)鎂(mei)石作原料(liao)，碳酸鎂(mei)分解(jie)產生CO2氣體(ti)，由于(yu)有(you)大(da)量(liang)氣體(ti)從爐內(nei)排(pai)出影響著電熔(rong)過程(cheng)的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂(mei)的(de)(de)結(jie)晶帶的(de)(de)形成均有不利影響，由(you)于大量塵料飛損，使物料損耗和能量消耗增高，也惡(e)化了車間生產環境(jing)。但由(you)于優質菱鎂(mei)礦(kuang)石容易獲得(de)，價(jia)格很低廉，所以，仍是我國電熔氧化鎂(mei)用得(de)最(zui)多最(zui)廣泛的(de)(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)石中(zhong)氧化鎂(mei)的(de)(de)含量(liang)高(gao)低和化學(xue)成分直(zhi)(zhi)接影(ying)響到電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)的(de)(de)質(zhi)量(liang)，同時在電(dian)熔(rong)過程中(zhong)也(ye)直(zhi)(zhi)接影(ying)響到電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)得到的(de)(de)品級(ji)(ji)比例，因(yin)此，為了保證電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)的(de)(de)質(zhi)量(liang)和品級(ji)(ji)比例，必須(xu)對(dui)各種礦(kuang)石進行適(shi)當的(de)(de)配比后進行熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石。我國的(de)遼(liao)寧省水(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)礦源(yuan)非常(chang)豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)石中氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量高于(yu)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石。它也是一種制造電熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原(yuan)料，部分(fen)地區(qu)水(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)化(hua)學成分(fen)見(jian)表2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕(qing)燒氧化鎂(mei)(mei)。以(yi)輕(qing)燒氧化鎂(mei)(mei)作為(wei)電熔(rong)(rong)氧化鎂(mei)(mei)原料(liao)，可(ke)以(yi)使生產環境得到改善，可(ke)以(yi)降低運輸費用。由于電熔(rong)(rong)時排出氣體少，成分也較均勻，對(dui)提高電熔(rong)(rong)氧化鎂(mei)(mei)質量(liang)有(you)利。

我國有一(yi)些電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制(zhi)成(cheng)球(qiu)料(liao)入爐(lu)電熔(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量達到(dao)98%，以此料(liao)能生產出白色大(da)結晶(jing)電熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)費用(yong)高，影響生產成(cheng)本。目前，有的(de)廠家采用(yong)反射爐(lu)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以一(yi)定的(de)粒度加入熔(rong)爐(lu)電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量比(bi)用(yong)菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石好，成(cheng)本又比(bi)用(yong)球(qiu)料(liao)作原(yuan)料(liao)時(shi)便宜(yi)，因(yin)而得到(dao)了一(yi)定的(de)推廣(guang)。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂。為(wei)了某些電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)特殊(shu)要求，有(you)時(shi)必須在電(dian)熔過程(cheng)中采(cai)用(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)熔原料，如采(cai)用(yong)海水鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)熔原料，一般首先利用(yong)處理(li)海水和(he)石灰乳作(zuo)用(yong)生(sheng)產氫氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)其(qi)他方(fang)法也可以制(zhi)得(de)輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)制(zhi)取(qu)方(fang)法)，采(cai)用(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原料生(sheng)產電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極(ji)少量(liang)的(de)(de)(de)雜(za)質氣體(ti)(相)也屬于晶(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)(de)雜(za)質，可明(ming)顯影響晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)長大(da)。因(yin)為(wei)雜(za)質相的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)在于增加晶(jing)(jing)(jing)界運動所需的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界與第(di)(di)二(er)相相遇(yu)時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)體(ti)能(neng)量(liang)降低(di)，其(qi)降低(di)量(liang)與第(di)(di)二(er)相橫截面積成正比(bi)，所以必須提(ti)高晶(jing)(jing)(jing)界能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界才能(neng)離開第(di)(di)二(er)相繼續運動。并且當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界與第(di)(di)二(er)相相遇(yu)時(shi)，與第(di)(di)二(er)相橫截面積相等的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界必須變形，第(di)(di)二(er)相數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)粒長大(da)的(de)(de)(de)極(ji)限(xian)尺寸(cun)愈小。

另(ling)一方面(mian)為了降低電(dian)熔凝氧化鎂(mei)的(de)顯氣孔(kong)率，也應(ying)盡量(liang)減(jian)少原料氧化鎂(mei)的(de)氣體排出，因此，采(cai)用燒結鎂(mei)砂電(dian)熔有其顯著優點。

⑤電熔氧化鎂單(dan)晶的化學原料(liao)質(zhi)量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些(xie)特(te)性是同原子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)力學本性如離(li)子(zi)(zi)半(ban)徑(jing)的(de)(de)尺(chi)寸，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)位數值(zhi)，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)外層(ceng)結構(gou)等相關(guan)聯。而(er)氧化鎂的(de)(de)離(li)子(zi)(zi)尺(chi)寸、質(zhi)量(liang)和(he)電(dian)荷、陽離(li)子(zi)(zi)和(he)陰離(li)子(zi)(zi)之間的(de)(de)結合特(te)性和(he)強度、離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)極化作用、結晶構(gou)造(zao)等決定(ding)它(ta)是一高熔點化合物(wu)。

氧(yang)化鎂(mei)的熔(rong)點和(he)結構參(can)數：陽離子(zi)半(ban)徑0.074mm;陰離子(zi)半(ban)徑0.53mm;結構類(lei)型(xing)NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制(zhi)造的(de)(de)(de)(de)最重要(yao)過(guo)程是由各(ge)種(zhong)鎂(mei)質原料，通過(guo)各(ge)種(zhong)形式的(de)(de)(de)(de)加(jia)熱方法產生高溫(wen)使鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)體。要(yao)使氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)融，必須消耗大(da)量的(de)(de)(de)(de)熱能，以克服離子間的(de)(de)(de)(de)引力。通過(guo)強大(da)電(dian)(dian)弧(hu)產生高溫(wen)而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)方法叫做電(dian)(dian)弧(hu)熔(rong)融法。這(zhe)個融化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程一般包(bao)括(kuo)熱的(de)(de)(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)、析(xi)晶(jing)、晶(jing)體長大(da)等一系列物理化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)過(guo)程。

①脫(tuo)(tuo)水過(guo)程。用水鎂(mei)石作原料(liao)有一脫(tuo)(tuo)水過(guo)程。水鎂(mei)石的(de)主要成分是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)(tuo)水過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程(cheng)。用菱(ling)鎂礦(kuang)作為原料時有一個脫碳過程(cheng)，脫碳過程(cheng)包括兩個方面。一方面是(shi)菱(ling)鎂礦(kuang)石的(de)(de)熱分解，菱(ling)鎂礦(kuang)石的(de)(de)主要成分是(shi)碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面，由于(yu)在(zai)(zai)電熔過程(cheng)中往往在(zai)(zai)原(yuan)料(liao)氧(yang)化鎂中加入石(shi)墨(mo)(mo)粉末(mo)添加物(助劑)，在(zai)(zai)電熔爐起(qi)動過程(cheng)中需(xu)在(zai)(zai)三電極(石(shi)墨(mo)(mo)電極)的下端(duan)用石(shi)墨(mo)(mo)粉末(mo)鋪成(cheng)三角形或星形導線路，在(zai)(zai)通電過程(cheng)中受熱燒(shao)損(sun)或完全(quan)燃燒(shao)除去石(shi)墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過程。熔(rong)化(hua)(hua)過程即氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)(zhong)鎂(mei)(mei)離子和氧(yang)(yang)(yang)離子在(zai)(zai)(zai)強電弧(hu)產(chan)生(sheng)的(de)(de)熱(re)能(neng)(neng)作用(yong)下，克服單晶(jing)體中(zhong)(zhong)的(de)(de)晶(jing)格能(neng)(neng)的(de)(de)束縛，變(bian)成能(neng)(neng)自由(you)運(yun)動的(de)(de)過程。也就是(shi)說，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)到一定(ding)溫度(熔(rong)點)就會由(you)固(gu)體變(bian)成液體，叫熔(rong)化(hua)(hua)。在(zai)(zai)(zai)這(zhe)一過程中(zhong)(zhong)需消耗(hao)(hao)(hao)大量的(de)(de)電能(neng)(neng)。據(ju)(ju)電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)產(chan)者對用(yong)水(shui)鎂(mei)(mei)石作原料生(sheng)產(chan)電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)消耗(hao)(hao)(hao)的(de)(de)比例如下：氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)體生(sheng)成熱(re)消耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮(pi)消耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成熱(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼的(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)子表(biao)面散熱(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)值(zhi)28.8%。電能(neng)(neng)損(sun)失值(zhi)3.2%，從這(zhe)些統(tong)計數據(ju)(ju)可以看出，在(zai)(zai)(zai)電熔(rong)