電(dian)(dian)弧(hu)(hu)熔爐生產電(dian)(dian)熔氧(yang)化鎂的工(gong)藝流(liu)程主(zhu)要包括：原料(liao)配(pei)料(liao)、電(dian)(dian)弧(hu)(hu)熔融、破(po)碎、選別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選、分(fen)類(lei)包裝等。

(1)原料

我國有豐(feng)富的(de)(de)優質菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦石(shi)，氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)含量高，又易于開采，因此，被廣(guang)泛(fan)用作電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)原料。采用菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)作原料，碳酸鎂(mei)(mei)(mei)(mei)分解產生CO2氣(qi)體，由于有大量氣(qi)體從爐內排出影響著電熔(rong)過(guo)程的(de)(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)鎂的(de)結晶帶的(de)形成均有不(bu)利影響，由于(yu)(yu)大量(liang)塵(chen)料飛(fei)損(sun)，使物料損(sun)耗(hao)(hao)和能量(liang)消耗(hao)(hao)增高(gao)，也惡化(hua)了車(che)間生產環境。但由于(yu)(yu)優質(zhi)菱鎂礦石容易獲得，價格很低廉，所以，仍是我國電熔氧化(hua)鎂用得最(zui)多最(zui)廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)。菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)石(shi)中氧(yang)化鎂的(de)含量(liang)高低和(he)化學成(cheng)分直(zhi)接影(ying)響到(dao)電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化鎂的(de)質(zhi)量(liang)，同時(shi)在電(dian)(dian)熔過程中也直(zhi)接影(ying)響到(dao)電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化鎂得(de)到(dao)的(de)品級(ji)(ji)比例，因此，為了保證(zheng)電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化鎂的(de)質(zhi)量(liang)和(he)品級(ji)(ji)比例，必須(xu)對各種礦(kuang)(kuang)石(shi)進行適當的(de)配(pei)比后進行熔煉。

②水(shui)(shui)鎂石(shi)(shi)。我國的遼寧省水(shui)(shui)鎂石(shi)(shi)的礦源(yuan)非常(chang)豐富(fu)，水(shui)(shui)鎂石(shi)(shi)中氧化(hua)鎂含量高于菱(ling)鎂礦石(shi)(shi)。它也是一種制造(zao)電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂的原料，部分地區水(shui)(shui)鎂石(shi)(shi)的化(hua)學成(cheng)分見表(biao)2。

表2水鎂石的化學成分(fen)/%

③輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂。以輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂作為電(dian)(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂原料(liao)，可以使(shi)生產環境(jing)得到(dao)改善，可以降低運輸費用。由于電(dian)(dian)熔時排出氣(qi)體少，成分也較均勻，對提高電(dian)(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂質量(liang)有利(li)。

我國有(you)一些電熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂以輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂制成球(qiu)料入爐電熔(rong)。輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂的氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂含量達到98%，以此料能生產出白色大(da)結(jie)晶電熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂。但由于成球(qiu)費用高(gao)，影響(xiang)生產成本。目前，有(you)的廠家(jia)采(cai)用反射(she)爐輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂，以一定的粒(li)度加入熔(rong)爐電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂的質量比(bi)用菱鎂礦石(shi)好，成本又比(bi)用球(qiu)料作原料時(shi)便宜，因而得(de)到了一定的推廣(guang)。

④燒結鎂(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了某些(xie)電熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)特殊要求，有(you)時(shi)必(bi)須在電熔(rong)過程中(zhong)采用燒結鎂(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)電熔(rong)原料，如(ru)采用海(hai)(hai)水鎂(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)電熔(rong)原料，一般首先利用處(chu)理海(hai)(hai)水和石灰(hui)乳作用生產(chan)氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)煅燒成輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。用其(qi)他方(fang)法(fa)也可(ke)以(yi)制(zhi)得輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工(gong)業氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)制(zhi)取方(fang)法(fa))，采用輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作為(wei)原料生產(chan)電熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)，極少(shao)量的(de)雜質氣體(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)體的(de)雜質，可(ke)明顯影響晶(jing)(jing)粒的(de)長大(da)。因為(wei)雜質相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作用在于增(zeng)加晶(jing)(jing)界運(yun)動(dong)所需的(de)能(neng)量。當晶(jing)(jing)界與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)體能(neng)量降(jiang)低(di)，其(qi)降(jiang)低(di)量與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積(ji)成正比，所以(yi)必(bi)須提高晶(jing)(jing)界能(neng)，晶(jing)(jing)界才能(neng)離開第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續運(yun)動(dong)。并(bing)且當晶(jing)(jing)界與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)(jing)界必(bi)須變形，第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量愈(yu)多，晶(jing)(jing)粒長大(da)的(de)極限尺(chi)寸(cun)愈(yu)小。

另一方面為了(le)降低電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂的顯氣(qi)孔率，也應盡量減少原料氧(yang)化鎂的氣(qi)體排出(chu)，因此(ci)，采用燒結鎂砂(sha)電(dian)熔(rong)有其顯著優點(dian)。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶的化(hua)學原料(liao)質(zhi)量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是(shi)同(tong)原子(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)力(li)學本性(xing)如(ru)離子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺(chi)寸，離子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電位數值，離子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)外層(ceng)結構等相(xiang)關聯。而氧化鎂(mei)的(de)(de)離子(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸、質量和(he)電荷、陽(yang)離子(zi)(zi)(zi)和(he)陰離子(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)結合(he)特(te)性(xing)和(he)強度(du)、離子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極化作(zuo)用、結晶構造等決(jue)定它是(shi)一(yi)高熔點(dian)化合(he)物。

氧化鎂的熔點(dian)和結構參數(shu)：陽離子(zi)半徑0.074mm;陰離子(zi)半徑0.53mm;結構類型NaCl;配位數(shu)6;有(you)效配位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制造的最(zui)重要(yao)(yao)過程是由各種(zhong)鎂(mei)(mei)質原料(liao)，通過各種(zhong)形式的加熱方(fang)法(fa)產(chan)生高溫使鎂(mei)(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)，變成氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)體(ti)。要(yao)(yao)使氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)融，必須消耗大(da)量的熱能(neng)，以克服(fu)離子間的引力。通過強大(da)電(dian)弧產(chan)生高溫而熔(rong)(rong)化(hua)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的方(fang)法(fa)叫做電(dian)弧熔(rong)(rong)融法(fa)。這(zhe)個融化(hua)過程一般包(bao)括熱的傳(chuan)導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)長大(da)等(deng)一系列物理(li)化(hua)學變化(hua)的過程。

①脫(tuo)水(shui)(shui)過(guo)(guo)程(cheng)。用水(shui)(shui)鎂石(shi)作原料有一脫(tuo)水(shui)(shui)過(guo)(guo)程(cheng)。水(shui)(shui)鎂石(shi)的主要成分是(shi)氫氧化鎂Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)水(shui)(shui)過(guo)(guo)程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)(guo)程。用菱鎂(mei)礦作為(wei)原料(liao)時有一個脫碳過(guo)(guo)程，脫碳過(guo)(guo)程包括(kuo)兩(liang)個方面。一方面是菱鎂(mei)礦石的熱分解，菱鎂(mei)礦石的主要成分是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在電(dian)(dian)熔過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)往(wang)往(wang)在原料(liao)氧(yang)化鎂中(zhong)加入石(shi)墨(mo)粉(fen)末添加物(助劑)，在電(dian)(dian)熔爐起動過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)需(xu)在三(san)電(dian)(dian)極(石(shi)墨(mo)電(dian)(dian)極)的下(xia)端用石(shi)墨(mo)粉(fen)末鋪成(cheng)三(san)角(jiao)形或星形導線(xian)路，在通電(dian)(dian)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)受(shou)熱燒(shao)損(sun)或完全燃(ran)燒(shao)除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化過程(cheng)。熔化過程(cheng)即氧(yang)(yang)化鎂中鎂離(li)子和氧(yang)(yang)離(li)子在強(qiang)電(dian)弧產生(sheng)的(de)熱(re)能(neng)作用(yong)下(xia)，克(ke)服單(dan)晶(jing)體中的(de)晶(jing)格能(neng)的(de)束縛(fu)，變成(cheng)能(neng)自(zi)由(you)(you)運動的(de)過程(cheng)。也就是說(shuo)，氧(yang)(yang)化鎂加熱(re)到一定溫(wen)度(熔點)就會(hui)由(you)(you)固體變成(cheng)液體，叫(jiao)熔化。在這一過程(cheng)中需消耗(hao)(hao)大量的(de)電(dian)能(neng)。據(ju)(ju)電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂生(sheng)產者對用(yong)水鎂石作原料生(sheng)產電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂的(de)熱(re)平衡的(de)衡算(suan)，熱(re)消耗(hao)(hao)的(de)比例如下(xia)：氧(yang)(yang)化鎂晶(jing)體生(sheng)成(cheng)熱(re)消耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(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(ke)的(de)水耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這些統(tong)計數據(ju)(ju)可以(yi)看出，在電(dian)熔