電弧(hu)熔(rong)爐生(sheng)產(chan)電熔(rong)氧化鎂的(de)工藝流(liu)程(cheng)主要包(bao)括：原料(liao)配(pei)料(liao)、電弧(hu)熔(rong)融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁(ci)選、分(fen)類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富的(de)優質菱(ling)鎂礦石，氧(yang)化(hua)鎂含量(liang)高，又易于開(kai)采(cai)(cai)，因此(ci)，被廣泛(fan)用(yong)作(zuo)電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂的(de)原(yuan)料。采(cai)(cai)用(yong)菱(ling)鎂石作(zuo)原(yuan)料，碳酸鎂分解產生(sheng)CO2氣體，由于有(you)大量(liang)氣體從爐內排出影響著電(dian)熔過(guo)程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)的(de)結晶帶的(de)形成均有(you)不利(li)影響，由于(yu)大量塵料(liao)飛損，使物(wu)料(liao)損耗(hao)(hao)和能(neng)量消耗(hao)(hao)增高，也惡化(hua)了車間生產環(huan)境。但由于(yu)優質菱鎂(mei)礦石容易(yi)獲得(de)，價格(ge)很低廉，所以，仍是我國電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)用得(de)最(zui)多最(zui)廣泛的(de)原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱鎂礦。菱鎂礦石中氧化(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)含量(liang)高低和(he)化(hua)(hua)學成(cheng)分直(zhi)接(jie)影響到(dao)電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)質量(liang)，同時在(zai)電(dian)熔過(guo)程中也直(zhi)接(jie)影響到(dao)電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂得到(dao)的(de)(de)(de)品級比例，因此，為了(le)保證(zheng)電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)質量(liang)和(he)品級比例，必(bi)須對各種礦石進行適當的(de)(de)(de)配(pei)比后進行熔煉(lian)。

②水(shui)鎂石。我國的(de)遼寧省水(shui)鎂石的(de)礦(kuang)(kuang)源非常豐富，水(shui)鎂石中氧化鎂含(han)量高于菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)石。它也(ye)是一種制造電熔凝氧化鎂的(de)原料，部分地區水(shui)鎂石的(de)化學成分見(jian)表(biao)2。

表2水鎂石的化(hua)學(xue)成分(fen)/%

③輕(qing)燒氧化鎂(mei)(mei)。以(yi)輕(qing)燒氧化鎂(mei)(mei)作為電熔氧化鎂(mei)(mei)原(yuan)料，可以(yi)使生產環境得(de)到改(gai)善，可以(yi)降(jiang)低運輸費用。由于電熔時(shi)排出(chu)氣體少，成分也較均(jun)勻，對(dui)提高電熔氧化鎂(mei)(mei)質量(liang)有利。

我國有一些電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成球(qiu)料(liao)入(ru)爐(lu)(lu)電熔(rong)。輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量達(da)到(dao)98%，以(yi)此料(liao)能生(sheng)產出白(bai)色(se)大結晶電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由(you)于成球(qiu)費用(yong)高，影(ying)響生(sheng)產成本。目前(qian)，有的(de)(de)廠(chang)家采用(yong)反射爐(lu)(lu)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)一定的(de)(de)粒(li)度加入(ru)熔(rong)爐(lu)(lu)電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質(zhi)量比用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石好，成本又(you)比用(yong)球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜，因而得到(dao)了一定的(de)(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了某(mou)些電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)特殊要求，有時(shi)必須在電(dian)(dian)熔過程中采(cai)(cai)用(yong)(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)(wei)電(dian)(dian)熔原料，如采(cai)(cai)用(yong)(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)(wei)電(dian)(dian)熔原料，一般首先利用(yong)(yong)處(chu)理海(hai)水和石灰(hui)乳作用(yong)(yong)生產氫氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方法也(ye)可以制得輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)制取方法)，采(cai)(cai)用(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作為(wei)(wei)原料生產電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。奧(ao)絲(si)脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)，極少量(liang)的(de)(de)(de)雜質氣體(相(xiang))也(ye)屬(shu)于晶(jing)體的(de)(de)(de)雜質，可明顯影響晶(jing)粒的(de)(de)(de)長(chang)大。因為(wei)(wei)雜質相(xiang)的(de)(de)(de)作用(yong)(yong)在于增加晶(jing)界(jie)運動(dong)所(suo)需的(de)(de)(de)能量(liang)。當(dang)晶(jing)界(jie)與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，晶(jing)體能量(liang)降低(di)，其降低(di)量(liang)與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)橫截面積成正比，所(suo)以必須提高(gao)晶(jing)界(jie)能，晶(jing)界(jie)才能離開第(di)(di)二(er)相(xiang)繼續運動(dong)。并且當(dang)晶(jing)界(jie)與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)橫截面積相(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)界(jie)必須變形，第(di)(di)二(er)相(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)粒長(chang)大的(de)(de)(de)極限尺(chi)寸(cun)愈小。

另一方(fang)面為(wei)了降低電熔凝氧化鎂的顯氣孔率，也應盡量減少原(yuan)料(liao)氧化鎂的氣體排出，因此，采用燒結(jie)鎂砂電熔有其顯著優點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶(jing)的化(hua)學原料(liao)質(zhi)量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是(shi)同原子(zi)和(he)分(fen)子(zi)的(de)(de)量(liang)子(zi)力學本性(xing)如(ru)離子(zi)半徑的(de)(de)尺寸，離子(zi)的(de)(de)電位數值，離子(zi)的(de)(de)電子(zi)外層結構(gou)等相關聯(lian)。而氧化(hua)鎂的(de)(de)離子(zi)尺寸、質量(liang)和(he)電荷(he)、陽離子(zi)和(he)陰離子(zi)之間的(de)(de)結合(he)特性(xing)和(he)強度、離子(zi)的(de)(de)極化(hua)作(zuo)用(yong)、結晶構(gou)造(zao)等決定它是(shi)一高熔點化(hua)合(he)物(wu)。

氧化鎂的熔點和(he)結構參數：陽離(li)子半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離(li)子半(ban)徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配位數6;有效(xiao)配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂制造的(de)最重要過(guo)程(cheng)是由各(ge)種鎂質原料，通(tong)過(guo)各(ge)種形式的(de)加熱(re)方法(fa)產生高溫(wen)使鎂質材料(MgO)熔化(hua)(hua)(hua)(hua)，變(bian)成(cheng)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂熔體(ti)。要使氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂熔融(rong)，必須消耗大(da)(da)量的(de)熱(re)能，以克服(fu)離子間的(de)引力。通(tong)過(guo)強(qiang)大(da)(da)電(dian)弧產生高溫(wen)而熔化(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂的(de)方法(fa)叫做電(dian)弧熔融(rong)法(fa)。這個融(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)一般包括熱(re)的(de)傳(chuan)導(dao)、脫水、脫碳、熔化(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)長大(da)(da)等一系(xi)列(lie)物理化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)變(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)過(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)過程(cheng)。用水(shui)鎂石作(zuo)原(yuan)料有(you)一脫水(shui)過程(cheng)。水(shui)鎂石的主要成分(fen)是氫(qing)氧化(hua)鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過(guo)(guo)程。用菱(ling)(ling)鎂(mei)礦(kuang)作為原料(liao)時有一個脫(tuo)碳過(guo)(guo)程，脫(tuo)碳過(guo)(guo)程包(bao)括(kuo)兩個方(fang)面(mian)(mian)。一方(fang)面(mian)(mian)是菱(ling)(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)的(de)熱分解，菱(ling)(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)的(de)主要成分是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)過程中(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)原料氧化(hua)鎂中(zhong)加(jia)入石墨(mo)粉末添加(jia)物(助劑)，在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)爐起動過程中(zhong)需(xu)在(zai)三電(dian)(dian)極(ji)(石墨(mo)電(dian)(dian)極(ji))的下(xia)端用石墨(mo)粉末鋪成(cheng)三角形或(huo)星形導線路，在(zai)通電(dian)(dian)過程中(zhong)受熱燒損或(huo)完(wan)全(quan)燃燒除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過程。熔(rong)化(hua)(hua)過程即(ji)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離(li)子(zi)和氧離(li)子(zi)在(zai)(zai)強(qiang)電(dian)(dian)弧產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)熱能(neng)作用下，克服單晶(jing)體中(zhong)的(de)(de)晶(jing)格能(neng)的(de)(de)束縛，變成(cheng)能(neng)自由運動的(de)(de)過程。也就(jiu)(jiu)是說，氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱到一定(ding)溫度(熔(rong)點)就(jiu)(jiu)會(hui)由固體變成(cheng)液(ye)體，叫熔(rong)化(hua)(hua)。在(zai)(zai)這(zhe)一過程中(zhong)需消耗(hao)大量(liang)的(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)。據電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)者對(dui)用水鎂(mei)(mei)石作原(yuan)料生(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)熱平衡(heng)的(de)(de)衡(heng)算(suan)，熱消耗(hao)的(de)(de)比(bi)例如下：氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)體生(sheng)(sheng)成(cheng)熱消耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)熱值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成(cheng)熱耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)(leng)卻(que)水耗(hao)熱值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)(leng)卻(que)爐殼(ke)的(de)(de)水耗(hao)熱值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表(biao)面(mian)散熱值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣(qi)帶走熱值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損(sun)失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這(zhe)些統計數(shu)據可以看出，在(zai)(zai)電(dian)(dian)熔(rong)