電弧熔(rong)爐(lu)生產電熔(rong)氧化鎂的工藝(yi)流程主要包(bao)括：原(yuan)料配(pei)料、電弧熔(rong)融、破碎、選(xuan)別、粉碎、篩(shai)別、磁選(xuan)、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富的優質菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)，氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)含(han)量高(gao)，又易于開采(cai)，因此，被(bei)廣泛(fan)用作電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的原料(liao)。采(cai)用菱鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)作原料(liao)，碳(tan)酸(suan)鎂(mei)(mei)(mei)分解產生CO2氣(qi)(qi)體，由于有大量氣(qi)(qi)體從爐內排出影響著(zhu)電熔(rong)過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧化(hua)(hua)鎂的結晶帶的形成均有不(bu)利(li)影響(xiang)，由于(yu)大量塵料(liao)(liao)飛損，使物(wu)料(liao)(liao)損耗(hao)和(he)能量消耗(hao)增高，也惡化(hua)(hua)了車間生產(chan)環境。但由于(yu)優質(zhi)菱鎂礦(kuang)石容易獲(huo)得，價格很低(di)廉，所以，仍是我國電(dian)熔氧化(hua)(hua)鎂用得最多(duo)最廣泛的原料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)。菱鎂礦(kuang)石中(zhong)(zhong)氧(yang)化鎂的含量(liang)高低(di)和化學成(cheng)分直(zhi)接影(ying)響到電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂的質量(liang)，同時在電(dian)熔(rong)(rong)過程中(zhong)(zhong)也直(zhi)接影(ying)響到電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂得到的品級比例，因此，為了保證電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂的質量(liang)和品級比例，必須(xu)對各(ge)種(zhong)礦(kuang)石進(jin)行適(shi)當的配比后進(jin)行熔(rong)(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)。我(wo)國的(de)遼寧省(sheng)水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)礦源非常(chang)豐富，水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)中氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦石(shi)(shi)。它也是一(yi)種制造(zao)電(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)原料，部(bu)分(fen)地區(qu)水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)化學成(cheng)分(fen)見表2。

表2水鎂石的(de)化(hua)學成(cheng)分(fen)/%

③輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂。以(yi)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂作為電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂原(yuan)料，可以(yi)使(shi)生產(chan)環境得到改(gai)善，可以(yi)降低運輸費用(yong)。由(you)于(yu)電熔(rong)時排(pai)出氣體少(shao)，成分也較均勻，對(dui)提高(gao)電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂質量有利(li)。

我國有一些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制成球料入爐電(dian)熔(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量(liang)達到98%，以此料能生產出白色大(da)結晶電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于(yu)成球費用(yong)高，影響生產成本(ben)。目(mu)前，有的(de)(de)廠家(jia)采用(yong)反射爐輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以一定的(de)(de)粒度加入熔(rong)爐電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)質量(liang)比用(yong)菱鎂(mei)礦(kuang)石好(hao)，成本(ben)又比用(yong)球料作原料時便宜，因而得(de)到了一定的(de)(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)砂(sha)(sha)。為(wei)(wei)了某(mou)些(xie)電熔凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)特殊要求，有(you)時必(bi)須(xu)在電熔過程中采用(yong)(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電熔原料(liao)，如采用(yong)(yong)海水鎂(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電熔原料(liao)，一般首先利用(yong)(yong)處理海水和(he)石灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)生(sheng)產(chan)氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)煅燒(shao)(shao)成(cheng)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)其(qi)他方法也可以(yi)制得(de)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(詳見工業(ye)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)制取方法)，采用(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)原料(liao)生(sheng)產(chan)電熔凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)(wei)，極(ji)少量(liang)的(de)(de)(de)雜(za)質氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶體(ti)的(de)(de)(de)雜(za)質，可明(ming)顯影響晶粒(li)的(de)(de)(de)長(chang)大。因為(wei)(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)在于(yu)增加(jia)晶界(jie)運動(dong)所需(xu)的(de)(de)(de)能量(liang)。當(dang)晶界(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶體(ti)能量(liang)降(jiang)低，其(qi)降(jiang)低量(liang)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積成(cheng)正比，所以(yi)必(bi)須(xu)提高晶界(jie)能，晶界(jie)才能離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動(dong)。并且當(dang)晶界(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)(de)晶界(jie)必(bi)須(xu)變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)愈多，晶粒(li)長(chang)大的(de)(de)(de)極(ji)限尺寸愈小。

另一方面為了降低電熔凝氧化(hua)鎂(mei)的顯氣孔率，也應(ying)盡量減少原料氧化(hua)鎂(mei)的氣體排出，因此(ci)，采用(yong)燒結鎂(mei)砂(sha)電熔有其顯著優點(dian)。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶的(de)化(hua)學原料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是(shi)同(tong)原子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)力學本性如(ru)離(li)(li)子(zi)(zi)半徑(jing)的(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電(dian)位(wei)數值，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電(dian)子(zi)(zi)外(wai)層結(jie)構等相關聯。而氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)離(li)(li)子(zi)(zi)尺寸、質量和(he)電(dian)荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)之(zhi)間的(de)結(jie)合特(te)性和(he)強度(du)、離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)極(ji)化(hua)作用、結(jie)晶構造等決定它(ta)是(shi)一高熔點化(hua)合物。

氧(yang)化(hua)鎂(mei)的熔(rong)點(dian)和結構參(can)數(shu)：陽離(li)子半徑0.074mm;陰離(li)子半徑0.53mm;結構類(lei)型(xing)NaCl;配(pei)位數(shu)6;有效配(pei)位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)2800℃。

電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂制造的(de)最(zui)重要過(guo)程是由各種鎂質(zhi)原料，通過(guo)各種形(xing)式的(de)加(jia)熱方法產生(sheng)高溫使鎂質(zhi)材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)體(ti)。要使氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)融，必須消耗大(da)量(liang)的(de)熱能，以(yi)克服離子(zi)間的(de)引力。通過(guo)強大(da)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)產生(sheng)高溫而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂的(de)方法叫做(zuo)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)熔(rong)融法。這個(ge)融化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程一般包(bao)括熱的(de)傳(chuan)導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)長大(da)等一系列物(wu)理化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)過(guo)程。

①脫水(shui)過(guo)程。用水(shui)鎂(mei)石(shi)作原料有一脫水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂(mei)石(shi)的主要成分是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過(guo)(guo)程(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)礦作為原料時有一個脫碳(tan)過(guo)(guo)程(cheng)，脫碳(tan)過(guo)(guo)程(cheng)包括兩個方面(mian)。一方面(mian)是(shi)菱(ling)鎂(mei)礦石的熱分解，菱(ling)鎂(mei)礦石的主(zhu)要成(cheng)分是(shi)碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電熔(rong)過(guo)程(cheng)中往往在(zai)原料氧化(hua)鎂中加入石(shi)墨(mo)(mo)粉(fen)末添加物(助劑)，在(zai)電熔(rong)爐起(qi)動過(guo)程(cheng)中需在(zai)三電極(石(shi)墨(mo)(mo)電極)的(de)下端(duan)用石(shi)墨(mo)(mo)粉(fen)末鋪成三角形(xing)或星形(xing)導線路，在(zai)通電過(guo)程(cheng)中受(shou)熱(re)燒損或完全燃燒除去石(shi)墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程即(ji)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子(zi)和氧(yang)(yang)(yang)離子(zi)在(zai)強電(dian)弧(hu)產(chan)生的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)能作用(yong)下(xia)，克服單晶(jing)體中的(de)(de)(de)晶(jing)格(ge)能的(de)(de)(de)束縛，變成能自由運動的(de)(de)(de)過(guo)程。也就是說，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)(rong)點(dian))就會由固體變成液體，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)。在(zai)這一過(guo)程中需消(xiao)耗大量(liang)的(de)(de)(de)電(dian)能。據電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)生產(chan)者對用(yong)水(shui)鎂(mei)石作原料生產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗的(de)(de)(de)比(bi)例如下(xia)：氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)體生成熱(re)(re)(re)消(xiao)耗值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗熱(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂生成熱(re)(re)(re)耗值(zhi)3.0%，冷(leng)(leng)卻水(shui)耗熱(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)(leng)卻爐殼的(de)(de)(de)水(shui)耗熱(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散(san)熱(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能損失值(zhi)3.2%，從這些統計(ji)數(shu)據可以看(kan)出，在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)