電弧熔(rong)爐生產電熔(rong)氧化(hua)鎂的工藝(yi)流程主要包括：原料(liao)配料(liao)、電弧熔(rong)融、破碎、選別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選、分(fen)類(lei)包裝等(deng)。

(1)原料

我(wo)國有(you)豐(feng)富(fu)的(de)優(you)質菱(ling)鎂礦石(shi)，氧(yang)化鎂含量高，又易(yi)于開(kai)采，因此，被廣(guang)泛用作(zuo)電熔氧(yang)化鎂的(de)原料。采用菱(ling)鎂石(shi)作(zuo)原料，碳酸(suan)鎂分解產生CO2氣體，由于有(you)大量氣體從爐內排出影響著電熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂的結(jie)晶帶(dai)的形成均有不利影響，由于大量塵料(liao)(liao)飛損，使物料(liao)(liao)損耗(hao)和能量消(xiao)耗(hao)增(zeng)高，也(ye)惡化了(le)車間生產(chan)環境。但(dan)由于優質(zhi)菱鎂礦(kuang)石容(rong)易獲(huo)得，價格很低(di)廉，所以，仍是(shi)我國電熔氧化鎂用(yong)得最多最廣泛(fan)的原料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)中(zhong)氧化鎂(mei)的(de)(de)含量高低和(he)化學成分直接影(ying)響到(dao)電(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧化鎂(mei)的(de)(de)質(zhi)量，同時在電(dian)熔(rong)過程中(zhong)也直接影(ying)響到(dao)電(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧化鎂(mei)得到(dao)的(de)(de)品級比例，因此，為了保證(zheng)電(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧化鎂(mei)的(de)(de)質(zhi)量和(he)品級比例，必須對各種(zhong)礦(kuang)石(shi)進(jin)行適當的(de)(de)配比后進(jin)行熔(rong)煉。

②水(shui)鎂石。我國(guo)的(de)遼寧(ning)省水(shui)鎂石的(de)礦源非(fei)常豐富，水(shui)鎂石中(zhong)氧化(hua)鎂含量高(gao)于菱鎂礦石。它也是(shi)一種制造電熔凝氧化(hua)鎂的(de)原料，部(bu)分(fen)地區(qu)水(shui)鎂石的(de)化(hua)學成分(fen)見(jian)表2。

表2水(shui)鎂石的化(hua)學成分/%

③輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。以輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)為(wei)電熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)原料，可以使生產(chan)環(huan)境得到改善，可以降低運輸費用。由于電熔(rong)時排出氣體少，成分(fen)也較均勻，對提高電熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)質量有利。

我國有一(yi)些(xie)電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以(yi)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制成(cheng)球料(liao)入爐電熔(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含(han)量達到98%，以(yi)此料(liao)能生(sheng)產出白色(se)大結晶電熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但由于成(cheng)球費用高，影(ying)響(xiang)生(sheng)產成(cheng)本。目(mu)前，有的廠家采用反射爐輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以(yi)一(yi)定(ding)的粒度(du)加入熔(rong)爐電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的質量比用菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本又比用球料(liao)作原料(liao)時便(bian)宜，因(yin)而得到了一(yi)定(ding)的推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)(sha)。為(wei)(wei)了(le)某些電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)特(te)殊要求，有時必須在電(dian)熔過程中采(cai)用(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)(sha)作為(wei)(wei)電(dian)熔原料(liao)，如(ru)采(cai)用(yong)(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)砂(sha)(sha)作為(wei)(wei)電(dian)熔原料(liao)，一般首先利用(yong)(yong)處理海水(shui)和(he)石灰乳作用(yong)(yong)生產(chan)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)成(cheng)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方法也可以(yi)制得輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見(jian)工(gong)業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)制取方法)，采(cai)用(yong)(yong)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作為(wei)(wei)原料(liao)生產(chan)電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特(te)爾(Ruttere)等研(yan)究認為(wei)(wei)，極少量(liang)(liang)的(de)雜質(zhi)(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)體(ti)的(de)雜質(zhi)(zhi)，可明顯(xian)影(ying)響晶(jing)(jing)粒(li)的(de)長大。因為(wei)(wei)雜質(zhi)(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)作用(yong)(yong)在于增加(jia)晶(jing)(jing)界運動所(suo)需的(de)能量(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)界與第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)(jing)體(ti)能量(liang)(liang)降(jiang)低，其降(jiang)低量(liang)(liang)與第(di)二相(xiang)(xiang)橫(heng)截面積成(cheng)正比，所(suo)以(yi)必須提高(gao)晶(jing)(jing)界能，晶(jing)(jing)界才(cai)能離開(kai)第(di)二相(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)(jing)界與第(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，與第(di)二相(xiang)(xiang)橫(heng)截面積相(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)界必須變(bian)形，第(di)二相(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒(li)長大的(de)極限尺寸愈小。

另(ling)一方面為(wei)了降低電(dian)熔凝氧(yang)化鎂的顯氣孔率(lv)，也應盡量減少(shao)原料氧(yang)化鎂的氣體排出(chu)，因(yin)此，采用燒結鎂砂電(dian)熔有其顯著(zhu)優點。

⑤電(dian)熔氧化(hua)鎂單晶(jing)的化(hua)學原料質量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是同原(yuan)子(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)力(li)學本(ben)性(xing)如離(li)子(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺(chi)寸(cun)，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電位數(shu)值，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)外層結構(gou)等相(xiang)關聯(lian)。而氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)離(li)子(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)、質(zhi)量和(he)(he)電荷、陽(yang)離(li)子(zi)(zi)和(he)(he)陰離(li)子(zi)(zi)之間的(de)(de)結合特(te)性(xing)和(he)(he)強(qiang)度、離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)極化作用、結晶構(gou)造(zao)等決定它是一(yi)高熔(rong)點(dian)化合物。

氧化鎂的(de)熔點和結(jie)構(gou)參數(shu)：陽離(li)子半徑(jing)0.074mm;陰離(li)子半徑(jing)0.53mm;結(jie)構(gou)類(lei)型NaCl;配(pei)位數(shu)6;有效(xiao)配(pei)位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)制造的(de)最重要過程是由各種(zhong)鎂(mei)質原(yuan)料(liao)，通過各種(zhong)形(xing)式的(de)加熱(re)方法產(chan)生高(gao)溫使鎂(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)，變(bian)(bian)成氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)熔(rong)體。要使氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)熔(rong)融，必須消耗(hao)大(da)(da)量的(de)熱(re)能，以克服離(li)子(zi)間的(de)引力。通過強大(da)(da)電(dian)弧產(chan)生高(gao)溫而熔(rong)化(hua)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)方法叫做電(dian)弧熔(rong)融法。這個融化(hua)過程一般包(bao)括熱(re)的(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳(tan)、熔(rong)化(hua)、析晶(jing)(jing)、晶(jing)(jing)體長大(da)(da)等一系列物理化(hua)學(xue)變(bian)(bian)化(hua)的(de)過程。

①脫(tuo)水(shui)過(guo)(guo)程(cheng)。用水(shui)鎂(mei)石作(zuo)原料(liao)有一脫(tuo)水(shui)過(guo)(guo)程(cheng)。水(shui)鎂(mei)石的(de)主(zhu)要成分是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過(guo)(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程。用(yong)菱鎂礦作為原料(liao)時有(you)一個脫碳過程，脫碳過程包括兩個方(fang)面。一方(fang)面是菱鎂礦石(shi)的(de)熱分解(jie)，菱鎂礦石(shi)的(de)主要成分是碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由(you)于在(zai)電熔(rong)(rong)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)往往在(zai)原料氧(yang)化鎂(mei)中(zhong)(zhong)加(jia)(jia)入石(shi)墨粉末(mo)添加(jia)(jia)物(助(zhu)劑)，在(zai)電熔(rong)(rong)爐起(qi)動(dong)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)需在(zai)三電極(石(shi)墨電極)的下端用石(shi)墨粉末(mo)鋪成三角形或星(xing)形導(dao)線路，在(zai)通(tong)電過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)受熱燒損(sun)或完(wan)全(quan)燃燒除(chu)去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔化過(guo)程(cheng)。熔化過(guo)程(cheng)即氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)(mei)離子(zi)和氧(yang)(yang)離子(zi)在(zai)強電(dian)弧(hu)產(chan)生(sheng)的(de)熱(re)能(neng)(neng)(neng)作(zuo)用(yong)下，克服單晶體中的(de)晶格能(neng)(neng)(neng)的(de)束縛，變(bian)成(cheng)能(neng)(neng)(neng)自由運動的(de)過(guo)程(cheng)。也就是說(shuo)，氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)加熱(re)到一定溫度(熔點)就會由固體變(bian)成(cheng)液(ye)體，叫熔化。在(zai)這(zhe)一過(guo)程(cheng)中需消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)大量(liang)的(de)電(dian)能(neng)(neng)(neng)。據電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)生(sheng)產(chan)者對用(yong)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石作(zuo)原料(liao)生(sheng)產(chan)電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)熱(re)平衡的(de)衡算(suan)，熱(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)的(de)比例如下：氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)晶體生(sheng)成(cheng)熱(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成(cheng)熱(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼(ke)的(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表(biao)面散(san)熱(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數(shu)據可以看出，在(zai)電(dian)熔