電弧熔爐生產電熔氧化鎂的工藝流(liu)程主要包括：原料配料、電弧熔融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分類(lei)包裝等。

(1)原料

我國有豐富的優質菱鎂(mei)礦石(shi)(shi)，氧化鎂(mei)含(han)量(liang)高(gao)，又易于開(kai)采，因(yin)此，被廣泛(fan)用作電熔(rong)氧化鎂(mei)的原料。采用菱鎂(mei)石(shi)(shi)作原料，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣體，由于有大量(liang)氣體從爐內排出影響著(zhu)電熔(rong)過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)結晶帶的(de)形(xing)成均有(you)不利影(ying)響，由于大量(liang)塵(chen)料(liao)飛(fei)損(sun)(sun)，使物料(liao)損(sun)(sun)耗(hao)和能量(liang)消耗(hao)增高，也惡化了車(che)間生產環境。但由于優質菱(ling)鎂(mei)礦石容(rong)易獲得，價格(ge)很低廉，所以，仍是我(wo)國電(dian)熔氧(yang)(yang)化鎂(mei)用得最多最廣泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)中(zhong)(zhong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)含量(liang)高(gao)低和(he)(he)化(hua)(hua)學(xue)成分(fen)直接(jie)影響到(dao)(dao)(dao)電熔凝(ning)(ning)(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)，同時在電熔過程中(zhong)(zhong)也直接(jie)影響到(dao)(dao)(dao)電熔凝(ning)(ning)(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)得到(dao)(dao)(dao)的(de)品級比例(li)，因此，為(wei)了(le)保(bao)證電熔凝(ning)(ning)(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)和(he)(he)品級比例(li)，必(bi)須對各種礦(kuang)石(shi)進行適當的(de)配比后進行熔煉(lian)。

②水鎂(mei)(mei)石。我國的遼寧省水鎂(mei)(mei)石的礦(kuang)源非常豐富，水鎂(mei)(mei)石中(zhong)氧化鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石。它(ta)也是一(yi)種(zhong)制造電熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)的原料，部分地區水鎂(mei)(mei)石的化學成分見表2。

表2水鎂石的化學(xue)成分/%

③輕(qing)燒氧化(hua)(hua)鎂。以(yi)輕(qing)燒氧化(hua)(hua)鎂作為電(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)(hua)鎂原(yuan)料，可以(yi)使生產環境(jing)得到改善，可以(yi)降低(di)運(yun)輸費(fei)用。由(you)于電(dian)熔(rong)(rong)時排出氣體少，成(cheng)分也(ye)較均勻，對提高電(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)(hua)鎂質量(liang)有利。

我(wo)國有一(yi)些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)(yi)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制(zhi)成(cheng)球料(liao)入(ru)爐(lu)電(dian)熔(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)達到98%，以(yi)(yi)此(ci)料(liao)能生產(chan)(chan)出(chu)白色大結晶電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成(cheng)球費用高，影響生產(chan)(chan)成(cheng)本。目(mu)前，有的廠家采用反射爐(lu)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)(yi)一(yi)定的粒度加入(ru)熔(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的質量(liang)比用菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)好，成(cheng)本又比用球料(liao)作原料(liao)時便宜，因而得到了(le)一(yi)定的推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)砂(sha)。為了某些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)特(te)殊(shu)要求，有時(shi)必須(xu)在電(dian)熔(rong)過程中(zhong)采(cai)用(yong)燒(shao)結鎂(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)(zuo)為電(dian)熔(rong)原料(liao)，如采(cai)用(yong)海水(shui)鎂(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)(zuo)為電(dian)熔(rong)原料(liao)，一般(ban)首先利用(yong)處理海水(shui)和(he)石灰乳作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)生產氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)，將氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)煅(duan)燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。用(yong)其他(ta)方(fang)法也可(ke)以制得(de)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)制取方(fang)法)，采(cai)用(yong)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)(zuo)(zuo)為原料(liao)生產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和(he)拉特(te)爾(Ruttere)等(deng)研究認為，極少量(liang)的(de)(de)雜(za)質氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)雜(za)質，可(ke)明顯(xian)影響晶(jing)(jing)粒(li)(li)的(de)(de)長(chang)大。因為雜(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)在于增加晶(jing)(jing)界運(yun)動(dong)所(suo)需(xu)的(de)(de)能量(liang)。當晶(jing)(jing)界與(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)(jing)體(ti)能量(liang)降(jiang)低，其降(jiang)低量(liang)與(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積(ji)成正比，所(suo)以必須(xu)提(ti)高晶(jing)(jing)界能，晶(jing)(jing)界才能離開第二相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運(yun)動(dong)。并且當晶(jing)(jing)界與(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，與(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)晶(jing)(jing)界必須(xu)變(bian)形，第二相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒(li)(li)長(chang)大的(de)(de)極限(xian)尺(chi)寸(cun)愈小。

另一方(fang)面為了降低(di)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)的顯氣(qi)孔(kong)率(lv)，也(ye)應盡量減(jian)少原料氧(yang)化鎂(mei)的氣(qi)體排出，因此，采用燒結鎂(mei)砂電(dian)(dian)熔(rong)有其(qi)顯著優(you)點。

⑤電(dian)熔(rong)氧化鎂單(dan)晶的化學(xue)原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是同原(yuan)子和(he)分子的(de)量(liang)子力(li)學本性如(ru)離(li)子半徑的(de)尺(chi)寸，離(li)子的(de)電位數值，離(li)子的(de)電子外層結構(gou)等(deng)(deng)相關聯。而氧(yang)化(hua)鎂的(de)離(li)子尺(chi)寸、質(zhi)量(liang)和(he)電荷、陽離(li)子和(he)陰離(li)子之間(jian)的(de)結合(he)特性和(he)強度、離(li)子的(de)極化(hua)作用、結晶構(gou)造等(deng)(deng)決定它是一高熔點化(hua)合(he)物。

氧化鎂(mei)的熔(rong)(rong)點和(he)結(jie)構(gou)參(can)數(shu)：陽離子(zi)半徑0.074mm;陰離子(zi)半徑0.53mm;結(jie)構(gou)類型NaCl;配位數(shu)6;有效(xiao)配位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)(rong)點2800℃。

電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制(zhi)造(zao)的(de)(de)最(zui)重要過(guo)程是由各種鎂(mei)質原料，通過(guo)各種形(xing)式的(de)(de)加熱方法產(chan)生高溫(wen)使(shi)鎂(mei)質材(cai)料(MgO)熔化(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔體。要使(shi)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔融，必須消(xiao)耗(hao)大(da)量的(de)(de)熱能(neng)，以克服離子(zi)間的(de)(de)引(yin)力。通過(guo)強大(da)電(dian)弧(hu)產(chan)生高溫(wen)而熔化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)方法叫(jiao)做電(dian)弧(hu)熔融法。這個融化(hua)(hua)過(guo)程一般包括熱的(de)(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔化(hua)(hua)、析晶、晶體長大(da)等一系列物理(li)化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)過(guo)程。用水(shui)鎂石作原料(liao)有一脫(tuo)水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂石的(de)主(zhu)要成分是氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)過程。用菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)作為原(yuan)料時有(you)一個脫碳(tan)(tan)過程，脫碳(tan)(tan)過程包括兩(liang)個方面。一方面是菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石的熱分(fen)解(jie)，菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石的主要成(cheng)分(fen)是碳(tan)(tan)酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由于在(zai)電(dian)熔(rong)過(guo)程中往往在(zai)原料氧化鎂中加(jia)入石墨(mo)粉末添加(jia)物(wu)(助(zhu)劑)，在(zai)電(dian)熔(rong)爐(lu)起動過(guo)程中需在(zai)三電(dian)極(石墨(mo)電(dian)極)的(de)下端用(yong)石墨(mo)粉末鋪成(cheng)三角形或星形導線路(lu)，在(zai)通電(dian)過(guo)程中受熱(re)燒損或完全燃燒除去(qu)石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂中(zhong)鎂離子和氧(yang)(yang)離子在(zai)強電(dian)弧產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)熱(re)(re)(re)能(neng)作用(yong)(yong)下，克(ke)服單晶(jing)體中(zhong)的(de)晶(jing)格(ge)能(neng)的(de)束(shu)縛，變成(cheng)能(neng)自(zi)由運動的(de)過程(cheng)(cheng)。也就(jiu)是說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂加(jia)熱(re)(re)(re)到一定溫度(du)(熔(rong)點)就(jiu)會(hui)由固體變成(cheng)液(ye)體，叫熔(rong)化(hua)(hua)(hua)。在(zai)這(zhe)一過程(cheng)(cheng)中(zhong)需消耗(hao)大量的(de)電(dian)能(neng)。據電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)者對用(yong)(yong)水(shui)(shui)鎂石作原料生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)衡算，熱(re)(re)(re)消耗(hao)的(de)比例(li)如下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂晶(jing)體生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)消耗(hao)值34.9%，渣皮消耗(hao)熱(re)(re)(re)值15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)值3.0%，冷(leng)卻水(shui)(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)值8.4%，冷(leng)卻爐殼的(de)水(shui)(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)值7.9%，爐子表面散熱(re)(re)(re)值6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)(re)(re)值28.8%。電(dian)能(neng)損失值3.2%，從這(zhe)些統計數(shu)據可以看出，在(zai)電(dian)熔(rong)