電(dian)弧熔爐生產電(dian)熔氧化鎂(mei)的工藝流(liu)程主要包括：原料配料、電(dian)弧熔融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁(ci)選、分(fen)類包裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有豐富的(de)優質菱鎂礦石(shi)，氧(yang)化鎂含量(liang)高，又易于(yu)開采，因此，被廣泛用(yong)作(zuo)電熔氧(yang)化鎂的(de)原(yuan)料。采用(yong)菱鎂石(shi)作(zuo)原(yuan)料，碳酸(suan)鎂分解產生(sheng)CO2氣體，由于(yu)有大量(liang)氣體從爐內排出影響(xiang)著電熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)結晶帶的(de)形(xing)成(cheng)均有不利影(ying)響，由于大(da)量塵料(liao)(liao)飛(fei)損，使(shi)物(wu)料(liao)(liao)損耗和能量消耗增高，也惡(e)化(hua)(hua)了車間生產環境。但由于優質菱鎂礦石容易獲得，價格很低廉，所以(yi)，仍是我(wo)國電(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂用(yong)得最多最廣泛(fan)的(de)原料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)。菱鎂礦(kuang)石中氧化(hua)鎂的(de)(de)含量高低和(he)化(hua)學(xue)成分直(zhi)接影響到電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)(ning)氧化(hua)鎂的(de)(de)質(zhi)(zhi)量，同時在電(dian)熔(rong)(rong)過程中也直(zhi)接影響到電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)(ning)氧化(hua)鎂得(de)到的(de)(de)品級比(bi)(bi)例，因此(ci)，為了保證電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)(ning)氧化(hua)鎂的(de)(de)質(zhi)(zhi)量和(he)品級比(bi)(bi)例，必須對各(ge)種礦(kuang)石進(jin)行適當的(de)(de)配比(bi)(bi)后進(jin)行熔(rong)(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石。我國的遼寧省水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石的礦源非(fei)常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量高(gao)于菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石。它(ta)也(ye)是一(yi)種制造電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的原料，部分地區水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石的化(hua)學成分見表2。

表(biao)2水鎂(mei)石的化學成分/%

③輕(qing)燒氧(yang)化鎂。以(yi)輕(qing)燒氧(yang)化鎂作為電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂原料，可以(yi)使生產環境(jing)得到改善(shan)，可以(yi)降低(di)運輸費用。由于電(dian)(dian)熔(rong)時排出氣(qi)體(ti)少，成分也較均勻，對提高電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂質量有利。

我國有一(yi)(yi)些(xie)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)以(yi)輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)制成(cheng)球料入(ru)爐電(dian)(dian)(dian)熔(rong)。輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)含量達到98%，以(yi)此料能生(sheng)(sheng)產(chan)出白色大結(jie)晶(jing)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)。但由(you)于成(cheng)球費用(yong)高，影響(xiang)生(sheng)(sheng)產(chan)成(cheng)本。目前，有的(de)廠家采用(yong)反射爐輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)，以(yi)一(yi)(yi)定(ding)的(de)粒度加入(ru)熔(rong)爐電(dian)(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量比用(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石好，成(cheng)本又比用(yong)球料作原料時便宜，因而得到了一(yi)(yi)定(ding)的(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結(jie)鎂砂(sha)。為(wei)了某些電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧化鎂的(de)(de)特(te)殊要(yao)求，有時(shi)必須在電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)過(guo)程(cheng)中采(cai)用(yong)(yong)燒(shao)(shao)結(jie)鎂砂(sha)作為(wei)電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)料，如采(cai)用(yong)(yong)海水鎂砂(sha)作為(wei)電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)料，一般首先利用(yong)(yong)處理(li)海水和石灰乳作用(yong)(yong)生產(chan)氫(qing)氧化鎂，將氫(qing)氧化鎂煅燒(shao)(shao)成(cheng)輕燒(shao)(shao)氧化鎂。用(yong)(yong)其他方法(fa)也(ye)可(ke)以制得(de)輕燒(shao)(shao)氧化鎂(詳見工業氧化鎂的(de)(de)制取方法(fa))，采(cai)用(yong)(yong)輕燒(shao)(shao)氧化鎂作為(wei)原(yuan)料生產(chan)電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧化鎂。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極少量(liang)(liang)的(de)(de)雜質氣體(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬于(yu)晶(jing)體的(de)(de)雜質，可(ke)明顯影響晶(jing)粒的(de)(de)長大(da)。因為(wei)雜質相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作用(yong)(yong)在于(yu)增加晶(jing)界(jie)(jie)運動(dong)(dong)所(suo)需的(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)。當(dang)晶(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)體能(neng)量(liang)(liang)降(jiang)低，其降(jiang)低量(liang)(liang)與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積(ji)成(cheng)正比，所(suo)以必須提(ti)高晶(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)(jie)才能(neng)離開第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼(ji)續運動(dong)(dong)。并且當(dang)晶(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)界(jie)(jie)必須變形，第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈多，晶(jing)粒長大(da)的(de)(de)極限(xian)尺(chi)寸愈小。

另一方(fang)面為(wei)了降(jiang)低(di)電(dian)熔凝氧化鎂(mei)的(de)顯(xian)氣孔率，也應盡量減少原料(liao)氧化鎂(mei)的(de)氣體排出(chu)，因此，采用(yong)燒結鎂(mei)砂電(dian)熔有其顯(xian)著(zhu)優點(dian)。

⑤電熔氧化鎂(mei)單晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特(te)性是同原子(zi)和(he)分子(zi)的(de)(de)量子(zi)力(li)學本性如離(li)子(zi)半徑的(de)(de)尺寸，離(li)子(zi)的(de)(de)電位數值，離(li)子(zi)的(de)(de)電子(zi)外層結(jie)(jie)構等相關(guan)聯(lian)。而氧化鎂的(de)(de)離(li)子(zi)尺寸、質量和(he)電荷、陽離(li)子(zi)和(he)陰離(li)子(zi)之間的(de)(de)結(jie)(jie)合特(te)性和(he)強(qiang)度(du)、離(li)子(zi)的(de)(de)極化作用、結(jie)(jie)晶構造等決(jue)定它(ta)是一(yi)高熔點化合物。

氧化鎂的熔點(dian)和結構參數(shu)(shu)：陽離子(zi)半徑0.074mm;陰(yin)離子(zi)半徑0.53mm;結構類型NaCl;配位數(shu)(shu)6;有效(xiao)配位數(shu)(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制造(zao)的(de)最重要過(guo)(guo)程是(shi)由(you)各種(zhong)鎂(mei)(mei)質原料，通過(guo)(guo)各種(zhong)形(xing)式(shi)的(de)加熱方(fang)(fang)法產生(sheng)高溫(wen)使鎂(mei)(mei)質材(cai)料(MgO)熔(rong)化(hua)，變(bian)成氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)體。要使氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)融，必(bi)須消(xiao)耗大量的(de)熱能，以克(ke)服離子間的(de)引力。通過(guo)(guo)強大電(dian)弧(hu)產生(sheng)高溫(wen)而(er)熔(rong)化(hua)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)方(fang)(fang)法叫做(zuo)電(dian)弧(hu)熔(rong)融法。這個融化(hua)過(guo)(guo)程一般(ban)包括熱的(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)化(hua)、析(xi)晶(jing)、晶(jing)體長大等一系列(lie)物理化(hua)學變(bian)化(hua)的(de)過(guo)(guo)程。

①脫水過程。用水鎂石(shi)作原料有(you)一脫水過程。水鎂石(shi)的主要成分是氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其(qi)脫水過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)(cheng)。用菱鎂(mei)礦作為原料時有一個脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)(cheng)包括兩(liang)個方面。一方面是(shi)(shi)菱鎂(mei)礦石的熱分解，菱鎂(mei)礦石的主要成(cheng)分是(shi)(shi)碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由于在(zai)電(dian)熔過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)原料氧(yang)化鎂中(zhong)(zhong)加入石(shi)墨粉末添加物(助劑)，在(zai)電(dian)熔爐起動過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)需在(zai)三(san)電(dian)極(石(shi)墨電(dian)極)的下(xia)端用石(shi)墨粉末鋪成三(san)角形或星形導(dao)線路，在(zai)通電(dian)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)受熱燒損或完全燃燒除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過(guo)程。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過(guo)程即(ji)氧化(hua)鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離(li)子(zi)(zi)和氧離(li)子(zi)(zi)在(zai)強電(dian)弧產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)能(neng)(neng)(neng)作用(yong)下，克服單晶(jing)體中的(de)(de)晶(jing)格能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)束縛，變成(cheng)能(neng)(neng)(neng)自由(you)運動的(de)(de)過(guo)程。也就是說，氧化(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)(rong)點)就會(hui)由(you)固體變成(cheng)液體，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)。在(zai)這一過(guo)程中需消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)大量的(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)(neng)。據電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)者對(dui)用(yong)水鎂(mei)(mei)石作原料生(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)(re)平衡的(de)(de)衡算(suan)，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)的(de)(de)比(bi)例如下：氧化(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)體生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣(zha)皮(pi)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻(que)水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)(de)水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)(zi)表面散熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)(neng)損失值(zhi)3.2%，從這些統(tong)計(ji)數據可以看出，在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)