電(dian)弧熔爐生產電(dian)熔氧化鎂的工藝流程主要包括：原料配料、電(dian)弧熔融、破碎、選(xuan)別、粉碎、篩別、磁(ci)選(xuan)、分(fen)類包裝等(deng)。

(1)原料

我(wo)國有豐富的優質菱鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含(han)量(liang)高(gao)，又易于(yu)開采，因(yin)此，被(bei)廣泛用(yong)作(zuo)(zuo)電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)的原(yuan)料。采用(yong)菱鎂(mei)石作(zuo)(zuo)原(yuan)料，碳酸(suan)鎂(mei)分(fen)解(jie)產生CO2氣(qi)體(ti)，由(you)于(yu)有大量(liang)氣(qi)體(ti)從爐(lu)內排出影(ying)響著電(dian)熔(rong)過程(cheng)的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂的結晶(jing)帶的形成均有不利影響，由于大量(liang)塵料(liao)飛損(sun)，使(shi)物料(liao)損(sun)耗和能量(liang)消(xiao)耗增高，也(ye)惡化(hua)(hua)了車(che)間(jian)生產環境。但(dan)由于優質菱(ling)鎂礦(kuang)石容易獲得(de)，價格(ge)很低(di)廉，所以，仍(reng)是我國電熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂用得(de)最多最廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石中氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的含(han)量高低和化(hua)(hua)學成分直(zhi)接影(ying)響(xiang)到電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的質(zhi)量，同(tong)時(shi)在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)過程中也直(zhi)接影(ying)響(xiang)到電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)得到的品級(ji)比例，因此，為(wei)了保證電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的質(zhi)量和品級(ji)比例，必(bi)須(xu)對(dui)各種(zhong)礦(kuang)石進行適當的配(pei)比后(hou)進行熔(rong)(rong)煉。

②水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)。我(wo)國的(de)遼寧省水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)礦源(yuan)非(fei)常豐富(fu)，水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)中氧(yang)化鎂(mei)(mei)含量(liang)高(gao)于菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)。它也是一種(zhong)制造電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)原(yuan)料，部分地區水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)化學(xue)成分見表2。

表2水(shui)鎂(mei)石的化學成分/%

③輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。以輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)作為電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)原料，可(ke)以使生產環(huan)境得到改善，可(ke)以降低(di)運輸(shu)費用。由于電熔時排出氣體少，成分也(ye)較均勻(yun)，對(dui)提高電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)質量(liang)有利。

我國有一些電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)鎂以輕燒氧化(hua)(hua)鎂制成球(qiu)(qiu)料入爐電(dian)熔。輕燒氧化(hua)(hua)鎂的(de)氧化(hua)(hua)鎂含量達到98%，以此料能生產出(chu)白色(se)大結晶(jing)電(dian)熔氧化(hua)(hua)鎂。但由于成球(qiu)(qiu)費(fei)用高，影響生產成本(ben)。目前，有的(de)廠家采(cai)用反射爐輕燒氧化(hua)(hua)鎂，以一定的(de)粒(li)度(du)加(jia)入熔爐電(dian)熔，電(dian)熔氧化(hua)(hua)鎂的(de)質(zhi)量比用菱鎂礦石好，成本(ben)又比用球(qiu)(qiu)料作原料時便宜，因而得到了一定的(de)推(tui)廣。

④燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)了某些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特殊要求，有時必(bi)(bi)(bi)須(xu)在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)過程(cheng)中采用燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料，如采用海水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料，一(yi)般首先利用處(chu)理海水和石灰乳作(zuo)(zuo)(zuo)用生產氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕(qing)(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用其他方(fang)法也(ye)(ye)可以制得輕(qing)(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制取方(fang)法)，采用輕(qing)(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)原(yuan)料生產電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲(si)脫(tuo)(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)(deng)研究認為(wei)，極(ji)少量的(de)(de)雜質氣體(相(xiang))也(ye)(ye)屬(shu)于晶(jing)(jing)(jing)(jing)體的(de)(de)雜質，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)長(chang)大。因為(wei)雜質相(xiang)的(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用在(zai)于增(zeng)加晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)運動所(suo)需(xu)的(de)(de)能量。當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)(di)(di)(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體能量降(jiang)低，其降(jiang)低量與(yu)第(di)(di)(di)(di)二(er)相(xiang)橫截面積成正比(bi)，所(suo)以必(bi)(bi)(bi)須(xu)提高晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)能，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)才能離開第(di)(di)(di)(di)二(er)相(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)(di)(di)(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時，與(yu)第(di)(di)(di)(di)二(er)相(xiang)橫截面積相(xiang)等(deng)(deng)的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)必(bi)(bi)(bi)須(xu)變(bian)形(xing)，第(di)(di)(di)(di)二(er)相(xiang)數量愈多(duo)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)長(chang)大的(de)(de)極(ji)限尺寸愈小(xiao)。

另一方面為了降低電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的顯氣(qi)孔(kong)率(lv)，也應盡量減少原(yuan)料氧(yang)化(hua)鎂(mei)的氣(qi)體排(pai)出，因此，采用燒(shao)結鎂(mei)砂電熔(rong)有(you)其顯著優點。

⑤電熔(rong)氧化鎂(mei)單晶的化學原(yuan)料質量要求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特性(xing)是(shi)同(tong)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)和(he)分(fen)子(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)力(li)學本性(xing)如離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺寸，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)位(wei)數值，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)外層結(jie)(jie)構等(deng)相(xiang)關聯。而氧化(hua)鎂的(de)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)尺寸、質量和(he)電(dian)荷(he)、陽離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)之間的(de)結(jie)(jie)合(he)(he)特性(xing)和(he)強度、離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)極化(hua)作用、結(jie)(jie)晶(jing)構造(zao)等(deng)決定(ding)它是(shi)一高熔點化(hua)合(he)(he)物(wu)。

氧化鎂(mei)的熔(rong)點和結(jie)(jie)構參數：陽(yang)離子(zi)半(ban)徑0.074mm;陰(yin)離子(zi)半(ban)徑0.53mm;結(jie)(jie)構類型NaCl;配(pei)位(wei)數6;有效配(pei)位(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂制造的(de)最重要過(guo)(guo)程是(shi)由各種鎂質原料，通過(guo)(guo)各種形式的(de)加熱方法(fa)產生(sheng)高溫使鎂質材料(MgO)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)，變(bian)(bian)成氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)(rong)(rong)體(ti)。要使氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)(rong)(rong)融，必須消耗大量的(de)熱能，以克服離子間(jian)的(de)引力。通過(guo)(guo)強(qiang)大電弧產生(sheng)高溫而熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂的(de)方法(fa)叫做電弧熔(rong)(rong)(rong)融法(fa)。這個(ge)融化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程一(yi)般包(bao)括(kuo)熱的(de)傳導(dao)、脫水(shui)、脫碳(tan)、熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)長大等一(yi)系列(lie)物理化(hua)(hua)(hua)(hua)學變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)過(guo)(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)過(guo)程。用水(shui)鎂(mei)(mei)石作原(yuan)料有一脫(tuo)水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)主要成分(fen)是氫氧(yang)化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程(cheng)。用菱鎂(mei)(mei)礦作為原料(liao)時有一個(ge)脫碳過程(cheng)，脫碳過程(cheng)包括兩個(ge)方(fang)面(mian)。一方(fang)面(mian)是菱鎂(mei)(mei)礦石的熱分解，菱鎂(mei)(mei)礦石的主要成分是碳酸(suan)鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)(zai)電熔(rong)過程中(zhong)(zhong)(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)(zai)原料氧化鎂(mei)中(zhong)(zhong)(zhong)加(jia)入石(shi)墨粉末(mo)添加(jia)物(wu)(助劑)，在(zai)(zai)電熔(rong)爐起動(dong)過程中(zhong)(zhong)(zhong)需在(zai)(zai)三電極(石(shi)墨電極)的下端(duan)用(yong)石(shi)墨粉末(mo)鋪成(cheng)三角形(xing)或(huo)星形(xing)導線(xian)路(lu)，在(zai)(zai)通(tong)電過程中(zhong)(zhong)(zhong)受熱燒損或(huo)完全(quan)燃燒除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)即氧(yang)化(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子和(he)氧(yang)離子在(zai)強(qiang)電(dian)弧產生(sheng)(sheng)的(de)(de)熱(re)能(neng)(neng)作用下，克(ke)服單(dan)晶(jing)體(ti)(ti)中(zhong)的(de)(de)晶(jing)格能(neng)(neng)的(de)(de)束(shu)縛，變成能(neng)(neng)自由運動的(de)(de)過(guo)程(cheng)。也就是說，氧(yang)化(hua)鎂(mei)加熱(re)到(dao)一定溫度(熔(rong)(rong)點(dian))就會由固(gu)體(ti)(ti)變成液體(ti)(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)。在(zai)這一過(guo)程(cheng)中(zhong)需(xu)消(xiao)(xiao)耗(hao)大(da)量的(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)產者對用水鎂(mei)石作原(yuan)料生(sheng)(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱(re)平衡(heng)的(de)(de)衡(heng)算(suan)，熱(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)的(de)(de)比(bi)例如(ru)下：氧(yang)化(hua)鎂(mei)晶(jing)體(ti)(ti)生(sheng)(sheng)成熱(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)耗(hao)熱(re)值(zhi)15.3%，散(san)(san)砂生(sheng)(sheng)成熱(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻(que)水耗(hao)熱(re)值(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼(ke)的(de)(de)水耗(hao)熱(re)值(zhi)7.9%，爐子表面散(san)(san)熱(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)3.2%，從這些(xie)統計(ji)數據可(ke)以看出，在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)