電弧(hu)熔爐生產電熔氧化鎂的工藝流(liu)程(cheng)主要包(bao)括：原料配料、電弧(hu)熔融(rong)、破碎、選(xuan)別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選(xuan)、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我(wo)國(guo)有豐富的(de)優質菱鎂(mei)礦石(shi)，氧化鎂(mei)含量高，又易于開采，因此，被廣泛用作(zuo)電(dian)熔氧化鎂(mei)的(de)原(yuan)料。采用菱鎂(mei)石(shi)作(zuo)原(yuan)料，碳酸鎂(mei)分解產(chan)生CO2氣(qi)體，由于有大(da)量氣(qi)體從(cong)爐內排出影響(xiang)著電(dian)熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)(hua)鎂的(de)結(jie)晶帶的(de)形成均(jun)有不利影響，由(you)(you)于大量塵料飛損，使物料損耗和能(neng)量消耗增(zeng)高，也惡(e)化(hua)(hua)了(le)車間生產環境。但(dan)由(you)(you)于優質(zhi)菱鎂礦石(shi)容易獲得，價格很低廉(lian)，所以(yi)，仍是我國電熔氧化(hua)(hua)鎂用得最多(duo)最廣(guang)泛的(de)原(yuan)料。

(2)配料

①菱鎂礦。菱鎂礦石(shi)中氧(yang)化鎂的(de)(de)(de)含量高低和化學成分(fen)直接影響(xiang)到電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂的(de)(de)(de)質量，同時在(zai)電(dian)熔(rong)過程中也直接影響(xiang)到電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂得到的(de)(de)(de)品(pin)級(ji)比(bi)例，因此(ci)，為了(le)保證(zheng)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂的(de)(de)(de)質量和品(pin)級(ji)比(bi)例，必須對各種(zhong)礦石(shi)進(jin)行(xing)(xing)適當的(de)(de)(de)配比(bi)后進(jin)行(xing)(xing)熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)石(shi)。我國的(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)石(shi)的(de)礦源非常(chang)豐富，水(shui)鎂(mei)石(shi)中氧化(hua)(hua)鎂(mei)含量(liang)高于菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)。它(ta)也是一種制造電熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)原料(liao)，部分地區水(shui)鎂(mei)石(shi)的(de)化(hua)(hua)學(xue)成分見表2。

表2水鎂(mei)石(shi)的化學成分/%

③輕(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂。以(yi)(yi)(yi)輕(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂作為電熔(rong)氧化(hua)鎂原料(liao)，可以(yi)(yi)(yi)使生產環境得到改(gai)善，可以(yi)(yi)(yi)降低運輸費(fei)用。由于電熔(rong)時(shi)排出(chu)氣體少，成分也(ye)較均勻，對提(ti)高(gao)電熔(rong)氧化(hua)鎂質量有利。

我國(guo)有(you)一(yi)些電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)以(yi)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)制成(cheng)球料(liao)(liao)入爐電熔(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量(liang)達到98%，以(yi)此料(liao)(liao)能生產出白(bai)色大結晶電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)球費用高，影響生產成(cheng)本。目前，有(you)的(de)(de)(de)廠家采用反射爐輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)，以(yi)一(yi)定的(de)(de)(de)粒度加入熔(rong)爐電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)質量(liang)比用菱鎂(mei)礦石好(hao)，成(cheng)本又比用球料(liao)(liao)作(zuo)原料(liao)(liao)時便宜，因而得到了一(yi)定的(de)(de)(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂。為(wei)了某些(xie)電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)特(te)殊要求，有時必須在(zai)電熔(rong)過程中采用(yong)(yong)(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電熔(rong)原料，如(ru)采用(yong)(yong)(yong)海水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電熔(rong)原料，一般首先利用(yong)(yong)(yong)處理海水(shui)(shui)和(he)石灰乳作(zuo)用(yong)(yong)(yong)生產氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)(shao)成(cheng)輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)(yong)其(qi)他方(fang)法也(ye)可(ke)以制得輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工(gong)業氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)制取方(fang)法)，采用(yong)(yong)(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原料生產電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特(te)爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極少量(liang)的(de)雜(za)質(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶體(ti)的(de)雜(za)質(zhi)，可(ke)明(ming)顯影響晶粒(li)的(de)長大。因為(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)在(zai)于增加晶界(jie)(jie)運(yun)動所需的(de)能(neng)量(liang)。當(dang)晶界(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶體(ti)能(neng)量(liang)降低，其(qi)降低量(liang)與(yu)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積成(cheng)正比，所以必須提高(gao)晶界(jie)(jie)能(neng)，晶界(jie)(jie)才能(neng)離開第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并且當(dang)晶界(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，與(yu)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)晶界(jie)(jie)必須變形，第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈多(duo)，晶粒(li)長大的(de)極限尺(chi)寸愈小。

另一方面為(wei)了(le)降低電熔凝氧化鎂(mei)的(de)顯氣孔率，也應盡量減少原料氧化鎂(mei)的(de)氣體排出，因此，采用燒結鎂(mei)砂電熔有其顯著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原(yuan)料質(zhi)量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同(tong)原子和(he)分子的(de)量子力學本性(xing)如離(li)(li)(li)子半徑的(de)尺(chi)寸，離(li)(li)(li)子的(de)電位(wei)數值，離(li)(li)(li)子的(de)電子外層結(jie)構等相關(guan)聯。而(er)氧化鎂(mei)的(de)離(li)(li)(li)子尺(chi)寸、質量和(he)電荷(he)、陽離(li)(li)(li)子和(he)陰離(li)(li)(li)子之間的(de)結(jie)合特性(xing)和(he)強度、離(li)(li)(li)子的(de)極化作用、結(jie)晶構造等決定它是一高(gao)熔點化合物(wu)。

氧化(hua)鎂的熔(rong)點和結(jie)(jie)構(gou)參(can)數：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結(jie)(jie)構(gou)類(lei)型NaCl;配(pei)位(wei)數6;有(you)效配(pei)位(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)(de)最(zui)重要過(guo)程是由各種(zhong)鎂(mei)質(zhi)原料，通(tong)過(guo)各種(zhong)形式(shi)的(de)(de)(de)加熱(re)方法產生(sheng)高溫使(shi)鎂(mei)質(zhi)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(bi)須消(xiao)耗大(da)量(liang)的(de)(de)(de)熱(re)能(neng)，以(yi)克服離(li)子間的(de)(de)(de)引力。通(tong)過(guo)強大(da)電弧產生(sheng)高溫而(er)熔化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)方法叫做電弧熔融法。這個融化(hua)(hua)過(guo)程一般(ban)包(bao)括熱(re)的(de)(de)(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔化(hua)(hua)、析晶、晶體長(chang)大(da)等一系列物(wu)理化(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)的(de)(de)(de)過(guo)程。

①脫水(shui)過(guo)程(cheng)。用(yong)水(shui)鎂(mei)石(shi)作(zuo)原料(liao)有一(yi)脫水(shui)過(guo)程(cheng)。水(shui)鎂(mei)石(shi)的主(zhu)要成分是(shi)氫氧(yang)化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)程。用菱(ling)鎂(mei)(mei)礦作為原料時有(you)一個(ge)脫(tuo)碳(tan)過(guo)程，脫(tuo)碳(tan)過(guo)程包括兩個(ge)方面。一方面是(shi)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石的熱分(fen)解(jie)，菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石的主要成分(fen)是(shi)碳(tan)酸(suan)鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在電(dian)熔(rong)過程中(zhong)往往在原料氧化鎂(mei)中(zhong)加入石墨粉(fen)(fen)末(mo)添加物(助(zhu)劑)，在電(dian)熔(rong)爐(lu)起動(dong)過程中(zhong)需(xu)在三電(dian)極(ji)(石墨電(dian)極(ji))的下端用(yong)石墨粉(fen)(fen)末(mo)鋪成三角(jiao)形(xing)或(huo)星形(xing)導線路，在通(tong)電(dian)過程中(zhong)受熱燒(shao)損或(huo)完全燃燒(shao)除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。熔(rong)化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)即氧(yang)化(hua)鎂(mei)中(zhong)(zhong)鎂(mei)離(li)子(zi)和氧(yang)離(li)子(zi)在(zai)強電(dian)(dian)弧產生(sheng)的(de)熱(re)(re)能作(zuo)用下(xia)，克服單(dan)晶(jing)(jing)(jing)體中(zhong)(zhong)的(de)晶(jing)(jing)(jing)格能的(de)束縛(fu)，變成能自由(you)運動的(de)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。也就(jiu)是說，氧(yang)化(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)到(dao)一定溫(wen)度(熔(rong)點)就(jiu)會由(you)固(gu)體變成液體，叫熔(rong)化(hua)。在(zai)這(zhe)一過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)需消(xiao)(xiao)耗(hao)大量的(de)電(dian)(dian)能。據電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)生(sheng)產者對(dui)用水鎂(mei)石(shi)作(zuo)原料生(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)熱(re)(re)平衡(heng)的(de)衡(heng)算，熱(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)的(de)比例如下(xia)：氧(yang)化(hua)鎂(mei)晶(jing)(jing)(jing)體生(sheng)成熱(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)值34.9%，渣皮(pi)消(xiao)(xiao)耗(hao)熱(re)(re)值15.3%，散(san)砂生(sheng)成熱(re)(re)耗(hao)值3.0%，冷(leng)卻水耗(hao)熱(re)(re)值8.4%，冷(leng)卻爐殼的(de)水耗(hao)熱(re)(re)值7.9%，爐子(zi)表面散(san)熱(re)(re)值6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值28.8%。電(dian)(dian)能損(sun)失(shi)值3.2%，從這(zhe)些統計(ji)數據可以看出，在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)