電弧熔(rong)爐生產電熔(rong)氧化鎂的工藝(yi)流程主要包(bao)括：原料(liao)配料(liao)、電弧熔(rong)融、破碎(sui)(sui)、選別、粉碎(sui)(sui)、篩別、磁選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富的優質菱鎂礦石(shi)，氧(yang)化鎂含量(liang)高，又易(yi)于開采，因此，被廣泛用(yong)(yong)作電(dian)熔氧(yang)化鎂的原(yuan)料(liao)。采用(yong)(yong)菱鎂石(shi)作原(yuan)料(liao)，碳酸鎂分解產生CO2氣體，由于有大量(liang)氣體從爐內排出影響著電(dian)熔過程(cheng)的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)結晶帶(dai)的(de)形成均有不利影(ying)響，由于(yu)大量塵料(liao)(liao)(liao)飛(fei)損，使物(wu)料(liao)(liao)(liao)損耗和能量消耗增高，也惡化(hua)了車間生產(chan)環(huan)境。但(dan)由于(yu)優質菱鎂(mei)礦石容易(yi)獲得，價格很低廉，所(suo)以，仍是我國電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)用得最(zui)多最(zui)廣泛的(de)原料(liao)(liao)(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂礦。菱(ling)鎂礦石中氧化(hua)鎂的(de)(de)含(han)量(liang)高低和化(hua)學成分直接(jie)影響(xiang)到(dao)電(dian)熔凝氧化(hua)鎂的(de)(de)質(zhi)量(liang)，同時在電(dian)熔過(guo)程中也直接(jie)影響(xiang)到(dao)電(dian)熔凝氧化(hua)鎂得到(dao)的(de)(de)品(pin)(pin)級比例，因此，為了保證電(dian)熔凝氧化(hua)鎂的(de)(de)質(zhi)量(liang)和品(pin)(pin)級比例，必須(xu)對各(ge)種(zhong)礦石進(jin)行(xing)適當的(de)(de)配比后進(jin)行(xing)熔煉。

②水(shui)鎂(mei)石(shi)。我國(guo)的遼(liao)寧省水(shui)鎂(mei)石(shi)的礦源非常豐富，水(shui)鎂(mei)石(shi)中氧化(hua)鎂(mei)含量高于菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)。它也(ye)是一(yi)種制造(zao)電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)的原料，部(bu)分(fen)地區水(shui)鎂(mei)石(shi)的化(hua)學成分(fen)見表2。

表(biao)2水鎂石的化學(xue)成分/%

③輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。以輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)作為電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)原料，可以使生產環境得到改善(shan)，可以降低(di)運輸費用(yong)。由于電(dian)熔(rong)時(shi)排出(chu)氣體少，成分也較(jiao)均(jun)勻，對提(ti)高電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)質量有(you)利。

我國有一(yi)些電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)以輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)制成球料(liao)入爐(lu)電熔(rong)。輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量達到98%，以此料(liao)能生產出白色大結(jie)晶電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。但由于(yu)成球費用高，影(ying)響生產成本(ben)。目前，有的(de)廠家采(cai)用反射爐(lu)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)，以一(yi)定的(de)粒(li)度(du)加入熔(rong)爐(lu)電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質量比用菱鎂(mei)礦石(shi)好，成本(ben)又比用球料(liao)作(zuo)原(yuan)料(liao)時便宜，因(yin)而得到了一(yi)定的(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)。為了(le)某(mou)些電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)特殊要求，有時必(bi)(bi)須(xu)(xu)在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)過程中采用(yong)(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為電(dian)熔(rong)(rong)(rong)原料(liao)，如采用(yong)(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為電(dian)熔(rong)(rong)(rong)原料(liao)，一(yi)般首先利用(yong)(yong)處理(li)海水(shui)和(he)石灰乳(ru)作(zuo)用(yong)(yong)生(sheng)產(chan)氫氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方(fang)法也(ye)(ye)可以制得輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)制取方(fang)法)，采用(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為原料(liao)生(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等研究認為，極少(shao)量的(de)雜質(zhi)氣體(相(xiang))也(ye)(ye)屬于(yu)晶(jing)(jing)體的(de)雜質(zhi)，可明顯影響晶(jing)(jing)粒(li)的(de)長(chang)大。因為雜質(zhi)相(xiang)的(de)作(zuo)用(yong)(yong)在(zai)于(yu)增加晶(jing)(jing)界(jie)運(yun)動所需的(de)能(neng)量。當晶(jing)(jing)界(jie)與第(di)二相(xiang)相(xiang)遇時，晶(jing)(jing)體能(neng)量降(jiang)低，其降(jiang)低量與第(di)二相(xiang)橫(heng)截面(mian)(mian)積成正比，所以必(bi)(bi)須(xu)(xu)提高晶(jing)(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)才能(neng)離開第(di)二相(xiang)繼續運(yun)動。并且(qie)當晶(jing)(jing)界(jie)與第(di)二相(xiang)相(xiang)遇時，與第(di)二相(xiang)橫(heng)截面(mian)(mian)積相(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)界(jie)必(bi)(bi)須(xu)(xu)變形(xing)，第(di)二相(xiang)數量愈(yu)多，晶(jing)(jing)粒(li)長(chang)大的(de)極限尺寸愈(yu)小。

另一方面為了降低電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂的(de)顯氣孔(kong)率，也(ye)應盡量減少原料氧化(hua)(hua)鎂的(de)氣體排出，因(yin)此，采用燒結鎂砂電(dian)熔(rong)有其(qi)顯著(zhu)優(you)點。

⑤電熔氧化鎂單晶的(de)化學原料質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些(xie)特性是同原子(zi)和(he)(he)(he)分子(zi)的(de)量子(zi)力學本性如離(li)(li)子(zi)半徑的(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)的(de)電位數值，離(li)(li)子(zi)的(de)電子(zi)外層結(jie)(jie)構等(deng)(deng)相關聯。而氧化鎂的(de)離(li)(li)子(zi)尺寸、質量和(he)(he)(he)電荷(he)、陽離(li)(li)子(zi)和(he)(he)(he)陰離(li)(li)子(zi)之間的(de)結(jie)(jie)合(he)特性和(he)(he)(he)強度、離(li)(li)子(zi)的(de)極化作用(yong)、結(jie)(jie)晶構造等(deng)(deng)決定它是一高(gao)熔點化合(he)物。

氧化鎂(mei)的熔點和結構參數(shu)：陽離子半(ban)(ban)徑0.074mm;陰離子半(ban)(ban)徑0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)位(wei)數(shu)6;有效(xiao)配(pei)位(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂制造(zao)的(de)(de)最重(zhong)要過(guo)程是由各種鎂質原料，通過(guo)各種形式的(de)(de)加熱方法產生高溫(wen)使(shi)鎂質材料(MgO)熔化(hua)(hua)，變(bian)成氧(yang)化(hua)(hua)鎂熔體。要使(shi)氧(yang)化(hua)(hua)鎂熔融，必(bi)須消耗大(da)量的(de)(de)熱能，以克服離子間的(de)(de)引(yin)力。通過(guo)強(qiang)大(da)電(dian)弧產生高溫(wen)而熔化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)方法叫做電(dian)弧熔融法。這個融化(hua)(hua)過(guo)程一般包(bao)括熱的(de)(de)傳導、脫水、脫碳(tan)、熔化(hua)(hua)、析晶、晶體長大(da)等一系(xi)列(lie)物理化(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)程。

①脫水(shui)(shui)過(guo)程。用水(shui)(shui)鎂(mei)石作原料有一脫水(shui)(shui)過(guo)程。水(shui)(shui)鎂(mei)石的主要成分是氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫水(shui)(shui)過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過(guo)程。用菱(ling)鎂(mei)礦作為原料時有一(yi)(yi)個(ge)脫碳(tan)過(guo)程，脫碳(tan)過(guo)程包括(kuo)兩個(ge)方(fang)面。一(yi)(yi)方(fang)面是菱(ling)鎂(mei)礦石的熱(re)分解，菱(ling)鎂(mei)礦石的主要成分是碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由于在(zai)(zai)(zai)(zai)電熔過(guo)程(cheng)中(zhong)往往在(zai)(zai)(zai)(zai)原料氧化鎂中(zhong)加(jia)入石(shi)(shi)墨粉末(mo)添加(jia)物(助劑(ji))，在(zai)(zai)(zai)(zai)電熔爐(lu)起動過(guo)程(cheng)中(zhong)需(xu)在(zai)(zai)(zai)(zai)三電極(ji)(石(shi)(shi)墨電極(ji))的下端用石(shi)(shi)墨粉末(mo)鋪成三角形或(huo)星形導(dao)線(xian)路，在(zai)(zai)(zai)(zai)通(tong)電過(guo)程(cheng)中(zhong)受(shou)熱(re)燒損或(huo)完全燃(ran)燒除(chu)去石(shi)(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過程。熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過程即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂中(zhong)鎂離子和(he)氧(yang)(yang)離子在強電(dian)弧產(chan)生的(de)熱(re)(re)能作用(yong)下，克服(fu)單晶體(ti)中(zhong)的(de)晶格能的(de)束(shu)縛(fu)，變成(cheng)能自由運動的(de)過程。也就是說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂加熱(re)(re)到一定(ding)溫度(熔(rong)點)就會由固(gu)體(ti)變成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)(hua)。在這一過程中(zhong)需消耗(hao)(hao)大量的(de)電(dian)能。據(ju)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂生產(chan)者(zhe)對用(yong)水鎂石(shi)作原料生產(chan)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)熱(re)(re)平(ping)衡(heng)的(de)衡(heng)算，熱(re)(re)消耗(hao)(hao)的(de)比例(li)如下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂晶體(ti)生成(cheng)熱(re)(re)消耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂(sha)生成(cheng)熱(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐(lu)殼的(de)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子表(biao)面散熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能損失(shi)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計(ji)數據(ju)可以看出，在電(dian)熔(rong)