電弧熔(rong)(rong)爐生產電熔(rong)(rong)氧化鎂的工藝流(liu)程主(zhu)要包括：原料(liao)配料(liao)、電弧熔(rong)(rong)融、破(po)碎(sui)、選(xuan)別(bie)、粉碎(sui)、篩別(bie)、磁選(xuan)、分類包裝等。

(1)原料

我國(guo)有(you)豐富的(de)優(you)質菱鎂(mei)礦(kuang)石，氧化鎂(mei)含量(liang)高，又易(yi)于開采，因此，被(bei)廣(guang)泛(fan)用(yong)作電(dian)熔氧化鎂(mei)的(de)原料(liao)(liao)。采用(yong)菱鎂(mei)石作原料(liao)(liao)，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣體，由于有(you)大量(liang)氣體從爐(lu)內(nei)排(pai)出影響著電(dian)熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電(dian)熔氧化鎂(mei)(mei)的(de)(de)結晶帶的(de)(de)形成均有不利影響，由于(yu)大(da)量塵料飛(fei)損(sun)，使物料損(sun)耗和(he)能量消耗增高，也惡化了車間生產環(huan)境。但由于(yu)優(you)質菱鎂(mei)(mei)礦石容(rong)易(yi)獲(huo)得，價格很低廉(lian)，所以，仍是我國電(dian)熔氧化鎂(mei)(mei)用得最多最廣(guang)泛的(de)(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)石中氧(yang)化鎂(mei)的(de)含(han)量(liang)高低和(he)化學成分直(zhi)接影響到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化鎂(mei)的(de)質(zhi)量(liang)，同時在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)過程中也(ye)直(zhi)接影響到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化鎂(mei)得(de)到(dao)的(de)品級(ji)比例(li)，因此(ci)，為了保證(zheng)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化鎂(mei)的(de)質(zhi)量(liang)和(he)品級(ji)比例(li)，必須對各種礦(kuang)石進行適當的(de)配比后進行熔(rong)(rong)(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)石。我國(guo)的(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)石的(de)礦源非常豐富(fu)，水(shui)鎂(mei)石中氧化鎂(mei)含量高(gao)于菱鎂(mei)礦石。它也(ye)是(shi)一(yi)種制(zhi)造電熔(rong)凝氧化鎂(mei)的(de)原料，部分(fen)地區水(shui)鎂(mei)石的(de)化學(xue)成分(fen)見表2。

表2水(shui)鎂石(shi)的化學成(cheng)分/%

③輕(qing)(qing)燒氧(yang)化鎂。以(yi)輕(qing)(qing)燒氧(yang)化鎂作為電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂原(yuan)料(liao)，可(ke)以(yi)使生(sheng)產環(huan)境得到改善，可(ke)以(yi)降(jiang)低運輸費用。由于電(dian)熔(rong)(rong)時排出氣體少，成(cheng)分也較均勻，對(dui)提高電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂質(zhi)量有利。

我國有一些電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂以輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂制成(cheng)(cheng)球料入爐電(dian)熔。輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)鎂含量達到98%，以此料能生產(chan)出白色大結晶(jing)電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂。但(dan)由于成(cheng)(cheng)球費用(yong)高，影響生產(chan)成(cheng)(cheng)本(ben)。目(mu)前，有的(de)(de)廠家(jia)采用(yong)反射爐輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂，以一定的(de)(de)粒度(du)加入熔爐電(dian)熔，電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)(de)質量比用(yong)菱鎂礦石好，成(cheng)(cheng)本(ben)又比用(yong)球料作(zuo)原料時便(bian)宜(yi)，因而得(de)到了(le)一定的(de)(de)推廣。

④燒結(jie)鎂(mei)砂。為(wei)了某些電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)的特殊要求，有(you)時(shi)必須(xu)在(zai)(zai)電(dian)熔過程(cheng)中采用(yong)燒結(jie)鎂(mei)砂作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)熔原(yuan)料，如采用(yong)海水(shui)鎂(mei)砂作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)熔原(yuan)料，一般首(shou)先(xian)利(li)用(yong)處(chu)理海水(shui)和石灰乳作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)生產(chan)(chan)氫氧(yang)(yang)化鎂(mei)，將氫氧(yang)(yang)化鎂(mei)煅燒成輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)。用(yong)其他方法也可(ke)以制得輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化鎂(mei)的制取方法)，采用(yong)輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)原(yuan)料生產(chan)(chan)電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研(yan)究認(ren)為(wei)，極少量(liang)的雜質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)體的雜質(zhi)，可(ke)明顯影響晶(jing)(jing)粒(li)(li)的長大。因為(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)在(zai)(zai)于增(zeng)加晶(jing)(jing)界(jie)運動(dong)所需的能(neng)(neng)量(liang)。當晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)體能(neng)(neng)量(liang)降低(di)(di)，其降低(di)(di)量(liang)與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積(ji)成正比，所以必須(xu)提高晶(jing)(jing)界(jie)能(neng)(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)才能(neng)(neng)離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續(xu)運動(dong)。并且當晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)等的晶(jing)(jing)界(jie)必須(xu)變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈多(duo)，晶(jing)(jing)粒(li)(li)長大的極限尺寸愈小(xiao)。

另一方面為(wei)了(le)降低電熔凝氧化(hua)鎂(mei)的顯(xian)氣(qi)(qi)孔率，也應盡(jin)量(liang)減(jian)少原料(liao)氧化(hua)鎂(mei)的氣(qi)(qi)體排出(chu)，因此，采用(yong)燒結(jie)鎂(mei)砂電熔有(you)其(qi)顯(xian)著(zhu)優點(dian)。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學(xue)原(yuan)料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)(xing)是同原子(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)力(li)學本性(xing)(xing)如(ru)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)半(ban)徑的(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)位(wei)數值(zhi)，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)外層結(jie)構等(deng)相關聯。而氧化(hua)鎂的(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)尺寸、質量和(he)電(dian)荷(he)、陽離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)之間(jian)的(de)結(jie)合特性(xing)(xing)和(he)強度、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)極化(hua)作用、結(jie)晶構造等(deng)決定(ding)它是一高熔(rong)點化(hua)合物。

氧化鎂的熔點(dian)和結(jie)構參數：陽離子(zi)半徑0.074mm;陰離子(zi)半徑0.53mm;結(jie)構類型(xing)NaCl;配位(wei)數6;有效配位(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)鎂制造的(de)(de)最(zui)重要過(guo)(guo)程是(shi)由(you)各(ge)種鎂質原料，通過(guo)(guo)各(ge)種形式(shi)的(de)(de)加(jia)熱(re)方(fang)法(fa)產生高溫(wen)使鎂質材料(MgO)熔化(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)鎂熔體。要使氧化(hua)(hua)鎂熔融，必須消耗大(da)量的(de)(de)熱(re)能，以克服(fu)離子間的(de)(de)引力。通過(guo)(guo)強大(da)電(dian)弧(hu)產生高溫(wen)而(er)熔化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂的(de)(de)方(fang)法(fa)叫做電(dian)弧(hu)熔融法(fa)。這個融化(hua)(hua)過(guo)(guo)程一般包括熱(re)的(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔化(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大(da)等一系列物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)(guo)程。

①脫水過(guo)(guo)程(cheng)。用水鎂(mei)石作原料有一脫水過(guo)(guo)程(cheng)。水鎂(mei)石的(de)主要成分(fen)是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水過(guo)(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)(tan)過程(cheng)。用菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)作為原料時有一個脫(tuo)碳(tan)(tan)過程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)(tan)過程(cheng)包括兩個方面(mian)。一方面(mian)是菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)石的熱(re)分解，菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)石的主要成(cheng)分是碳(tan)(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面，由于在電熔過程(cheng)中(zhong)往(wang)往(wang)在原料氧化鎂中(zhong)加入石(shi)(shi)墨(mo)粉末添加物(助(zhu)劑)，在電熔爐(lu)起動過程(cheng)中(zhong)需(xu)在三(san)電極(ji)(石(shi)(shi)墨(mo)電極(ji))的下端(duan)用石(shi)(shi)墨(mo)粉末鋪成三(san)角(jiao)形或星形導(dao)線路，在通(tong)電過程(cheng)中(zhong)受(shou)熱燒損或完全燃(ran)燒除(chu)去石(shi)(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過程。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過程即氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子(zi)(zi)和氧(yang)(yang)(yang)離子(zi)(zi)在強電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)產生(sheng)的(de)(de)熱(re)能作用(yong)下，克服單晶(jing)體中(zhong)的(de)(de)晶(jing)格能的(de)(de)束縛，變(bian)(bian)成能自由(you)(you)運動的(de)(de)過程。也就(jiu)是(shi)說，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)到一定溫(wen)度(du)(熔(rong)(rong)點)就(jiu)會(hui)由(you)(you)固體變(bian)(bian)成液體，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)。在這一過程中(zhong)需消(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)能。據(ju)電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產者對用(yong)水鎂(mei)石作原(yuan)料生(sheng)產電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱(re)平衡(heng)的(de)(de)衡(heng)算，熱(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)比(bi)例如下：氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)體生(sheng)成熱(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成熱(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼的(de)(de)水耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)(zi)表面散(san)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)(dian)(dian)能損(sun)失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這些統計數據(ju)可以看出，在電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)