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

(1)原料

我國有(you)豐富(fu)的優質菱鎂礦石，氧化鎂含(han)量高(gao)，又(you)易于開采，因此，被廣泛用(yong)作(zuo)電熔氧化鎂的原(yuan)料(liao)。采用(yong)菱鎂石作(zuo)原(yuan)料(liao)，碳(tan)酸鎂分(fen)解產生CO2氣(qi)體，由于有(you)大量氣(qi)體從爐內排(pai)出影(ying)響著(zhu)電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電(dian)(dian)熔氧化(hua)鎂的(de)結(jie)晶帶的(de)形成均(jun)有(you)不利影響，由(you)于大量塵料飛(fei)損(sun)，使(shi)物料損(sun)耗和(he)能量消(xiao)耗增高，也惡化(hua)了車間生(sheng)產環(huan)境。但由(you)于優質菱(ling)鎂礦石容易獲(huo)得，價(jia)格很低(di)廉，所以，仍(reng)是(shi)我國電(dian)(dian)熔氧化(hua)鎂用得最多(duo)最廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)礦石中氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的含量高低和化(hua)學成分直接影(ying)響到電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的質量，同(tong)時在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)過程(cheng)中也直接影(ying)響到電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)得到的品級比例，因(yin)此(ci)，為了保證電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的質量和品級比例，必(bi)須對各種(zhong)礦石進行適當的配比后(hou)進行熔(rong)煉(lian)。

②水鎂(mei)(mei)石。我國(guo)的(de)(de)遼(liao)寧省水鎂(mei)(mei)石的(de)(de)礦(kuang)源非常(chang)豐富，水鎂(mei)(mei)石中(zhong)氧化鎂(mei)(mei)含量(liang)高于菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石。它也是一(yi)種(zhong)制(zhi)造(zao)電熔凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)(de)原(yuan)料，部分地區(qu)水鎂(mei)(mei)石的(de)(de)化學成(cheng)分見表2。

表2水鎂石的化學成(cheng)分/%

③輕燒氧化(hua)鎂(mei)。以(yi)(yi)輕燒氧化(hua)鎂(mei)作為電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)原料，可(ke)以(yi)(yi)使(shi)生產環境得(de)到(dao)改(gai)善(shan)，可(ke)以(yi)(yi)降低運輸(shu)費(fei)用。由于電(dian)熔時排出氣體少(shao)，成(cheng)分也(ye)較均勻(yun)，對提高電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)質量有利。

我國有(you)一(yi)些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)以輕(qing)燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)(cheng)球(qiu)料入爐(lu)(lu)電(dian)(dian)熔(rong)。輕(qing)燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量達(da)到98%，以此(ci)料能生產(chan)出(chu)白色(se)大結晶電(dian)(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成(cheng)(cheng)球(qiu)費用(yong)高(gao)，影(ying)響(xiang)生產(chan)成(cheng)(cheng)本。目(mu)前，有(you)的(de)(de)廠家采用(yong)反(fan)射爐(lu)(lu)輕(qing)燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)，以一(yi)定的(de)(de)粒度加入熔(rong)爐(lu)(lu)電(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量比(bi)用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石好，成(cheng)(cheng)本又比(bi)用(yong)球(qiu)料作原料時便宜，因而(er)得到了一(yi)定的(de)(de)推廣。

④燒(shao)結(jie)鎂砂。為了某(mou)些(xie)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化鎂的(de)(de)特殊(shu)要(yao)求，有時必(bi)須(xu)在電(dian)熔(rong)過程(cheng)中(zhong)采用燒(shao)結(jie)鎂砂作(zuo)為電(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，如采用海(hai)水鎂砂作(zuo)為電(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，一般首先利用處理(li)海(hai)水和石灰乳作(zuo)用生產(chan)氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化鎂，將(jiang)氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化鎂煅(duan)燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化鎂。用其(qi)他方(fang)(fang)法也(ye)可(ke)以制得(de)輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(詳(xiang)見工業氧(yang)(yang)(yang)化鎂的(de)(de)制取方(fang)(fang)法)，采用輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化鎂作(zuo)為原(yuan)料(liao)生產(chan)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化鎂。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)(deng)研究認為，極少量的(de)(de)雜(za)質氣體(ti)(相(xiang)(xiang))也(ye)屬(shu)于(yu)晶(jing)體(ti)的(de)(de)雜(za)質，可(ke)明顯(xian)影響晶(jing)粒的(de)(de)長(chang)大。因為雜(za)質相(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用在于(yu)增加晶(jing)界(jie)運動所需(xu)的(de)(de)能(neng)量。當晶(jing)界(jie)與第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)體(ti)能(neng)量降(jiang)低，其(qi)降(jiang)低量與第(di)二相(xiang)(xiang)橫(heng)截面(mian)積成正比，所以必(bi)須(xu)提(ti)高晶(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)才能(neng)離開第(di)二相(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)界(jie)與第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，與第(di)二相(xiang)(xiang)橫(heng)截面(mian)積相(xiang)(xiang)等(deng)(deng)的(de)(de)晶(jing)界(jie)必(bi)須(xu)變形，第(di)二相(xiang)(xiang)數量愈多，晶(jing)粒長(chang)大的(de)(de)極限尺寸愈小。

另一方面(mian)為(wei)了降低電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)顯氣孔率，也應盡量(liang)減(jian)少原料氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)氣體(ti)排出，因此(ci)，采用燒(shao)結(jie)鎂(mei)砂電(dian)熔(rong)(rong)有其顯著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是同原(yuan)子(zi)(zi)(zi)和分子(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)力(li)學本性如離子(zi)(zi)(zi)半徑(jing)的(de)尺寸(cun)，離子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)位數值，離子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)外(wai)層(ceng)結(jie)構等相關(guan)聯。而氧(yang)化(hua)鎂的(de)離子(zi)(zi)(zi)尺寸(cun)、質量和電(dian)荷、陽離子(zi)(zi)(zi)和陰離子(zi)(zi)(zi)之(zhi)間的(de)結(jie)合特性和強度、離子(zi)(zi)(zi)的(de)極化(hua)作用、結(jie)晶(jing)構造等決(jue)定它是一高(gao)熔點化(hua)合物。

氧化鎂的熔點(dian)和結(jie)構(gou)參數：陽離(li)子(zi)(zi)半徑0.074mm;陰離(li)子(zi)(zi)半徑0.53mm;結(jie)構(gou)類(lei)型NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)最重要過(guo)(guo)程是(shi)由各(ge)種鎂(mei)質原料，通(tong)過(guo)(guo)各(ge)種形式的(de)(de)加熱(re)方法(fa)產生(sheng)高(gao)溫使鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)，變(bian)成氧化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體(ti)。要使氧化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融(rong)(rong)(rong)，必須消耗大量的(de)(de)熱(re)能，以克服(fu)離子間的(de)(de)引力。通(tong)過(guo)(guo)強(qiang)大電(dian)弧產生(sheng)高(gao)溫而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)方法(fa)叫做(zuo)電(dian)弧熔(rong)(rong)融(rong)(rong)(rong)法(fa)。這個融(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)程一(yi)般包(bao)括熱(re)的(de)(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳(tan)、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)長大等一(yi)系(xi)列物(wu)理化(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)(guo)程。

①脫水(shui)過(guo)程。用(yong)水(shui)鎂(mei)石(shi)作原料有一(yi)脫水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂(mei)石(shi)的主要成分是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過(guo)程。用(yong)菱(ling)鎂(mei)礦作為原料時有一(yi)個(ge)脫碳(tan)過(guo)程，脫碳(tan)過(guo)程包括兩個(ge)方面。一(yi)方面是(shi)菱(ling)鎂(mei)礦石的熱分解，菱(ling)鎂(mei)礦石的主要成分是(shi)碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電(dian)熔過(guo)程(cheng)(cheng)中往往在(zai)原料氧(yang)化鎂中加入(ru)石(shi)墨粉末(mo)添加物(助劑)，在(zai)電(dian)熔爐起動過(guo)程(cheng)(cheng)中需在(zai)三電(dian)極(石(shi)墨電(dian)極)的下(xia)端用石(shi)墨粉末(mo)鋪成三角形(xing)或星形(xing)導線路(lu)，在(zai)通電(dian)過(guo)程(cheng)(cheng)中受熱(re)燒(shao)損或完(wan)全(quan)燃燒(shao)除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過程(cheng)。熔(rong)化(hua)過程(cheng)即氧(yang)化(hua)鎂中鎂離子(zi)和(he)氧(yang)離子(zi)在強電(dian)弧(hu)產生的(de)(de)熱(re)(re)(re)能(neng)作用下(xia)，克服單晶(jing)體中的(de)(de)晶(jing)格(ge)能(neng)的(de)(de)束縛(fu)，變(bian)成(cheng)(cheng)(cheng)能(neng)自由運動的(de)(de)過程(cheng)。也就是(shi)說，氧(yang)化(hua)鎂加熱(re)(re)(re)到一(yi)定(ding)溫(wen)度(熔(rong)點)就會(hui)由固體變(bian)成(cheng)(cheng)(cheng)液(ye)體，叫熔(rong)化(hua)。在這(zhe)一(yi)過程(cheng)中需消耗大量的(de)(de)電(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂生產者對用水(shui)鎂石作原(yuan)料(liao)生產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)消耗的(de)(de)比例如下(xia)：氧(yang)化(hua)鎂晶(jing)體生成(cheng)(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)消耗值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生成(cheng)(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)耗值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水(shui)耗熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼(ke)的(de)(de)水(shui)耗熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失(shi)值(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些統(tong)計(ji)數據(ju)可以看出，在電(dian)熔(rong)