電弧熔爐生產電熔氧(yang)化(hua)鎂的(de)工藝流程主要(yao)包(bao)括：原料配料、電弧熔融、破碎(sui)、選別(bie)、粉碎(sui)、篩別(bie)、磁(ci)選、分類包(bao)裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有豐(feng)富的(de)優質菱(ling)鎂(mei)礦石，氧(yang)(yang)化鎂(mei)含(han)量高，又易于(yu)開采(cai)，因此，被廣泛用作電熔氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)原料。采(cai)用菱(ling)鎂(mei)石作原料，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣(qi)體，由于(yu)有大量氣(qi)體從爐內排出(chu)影響著電熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的結晶帶的形成(cheng)均有不利影響，由于(yu)大(da)量(liang)(liang)塵料(liao)飛損(sun)，使物料(liao)損(sun)耗(hao)和能量(liang)(liang)消耗(hao)增高，也惡化了車間生產環境。但(dan)由于(yu)優質菱鎂(mei)(mei)礦石容易(yi)獲得，價格很低廉，所以，仍是(shi)我國(guo)電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)用得最多最廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)石中氧化(hua)鎂(mei)的(de)含量(liang)高(gao)低和化(hua)學(xue)成(cheng)分直接(jie)影(ying)響到(dao)電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)，同時在(zai)電熔(rong)過(guo)程中也直接(jie)影(ying)響到(dao)電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)得到(dao)的(de)品(pin)級比(bi)例，因此(ci)，為了保證(zheng)電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)和品(pin)級比(bi)例，必(bi)須對各種(zhong)礦(kuang)石進行適(shi)當的(de)配比(bi)后進行熔(rong)煉(lian)。

②水(shui)(shui)鎂石。我國的遼寧省水(shui)(shui)鎂石的礦源非常豐(feng)富，水(shui)(shui)鎂石中氧化鎂含(han)量(liang)高于(yu)菱(ling)鎂礦石。它也是一(yi)種制(zhi)造電熔凝氧化鎂的原料，部分(fen)地區水(shui)(shui)鎂石的化學成(cheng)分(fen)見表2。

表2水(shui)鎂(mei)石的化學成分/%

③輕(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)。以輕(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)作為(wei)電(dian)熔氧化鎂(mei)(mei)原(yuan)料，可以使生產環境得到(dao)改善，可以降低運輸費(fei)用。由于電(dian)熔時排(pai)出氣體少，成(cheng)分也較均勻，對提高電(dian)熔氧化鎂(mei)(mei)質量有利。

我國有(you)一(yi)些電(dian)熔凝氧化鎂(mei)(mei)以輕燒氧化鎂(mei)(mei)制成(cheng)(cheng)球(qiu)料(liao)(liao)入爐電(dian)熔。輕燒氧化鎂(mei)(mei)的(de)氧化鎂(mei)(mei)含量(liang)達到(dao)98%，以此料(liao)(liao)能生產出白(bai)色(se)大(da)結(jie)晶電(dian)熔氧化鎂(mei)(mei)。但(dan)由于(yu)成(cheng)(cheng)球(qiu)費用高，影響生產成(cheng)(cheng)本(ben)。目前，有(you)的(de)廠家(jia)采用反射爐輕燒氧化鎂(mei)(mei)，以一(yi)定的(de)粒度加入熔爐電(dian)熔，電(dian)熔氧化鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)比用菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石好，成(cheng)(cheng)本(ben)又比用球(qiu)料(liao)(liao)作(zuo)原料(liao)(liao)時便宜，因而(er)得到(dao)了一(yi)定的(de)推廣(guang)。

④燒(shao)(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)了某(mou)些(xie)電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)特殊要求，有時必須在(zai)電熔過(guo)程中采(cai)用(yong)(yong)燒(shao)(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂作為(wei)(wei)電熔原料，如采(cai)用(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)砂作為(wei)(wei)電熔原料，一般首先利用(yong)(yong)處理海水和石灰乳作用(yong)(yong)生產氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)(shao)成輕(qing)(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他(ta)方法也可(ke)以(yi)制得輕(qing)(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳(xiang)見工(gong)業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)制取方法)，采(cai)用(yong)(yong)輕(qing)(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作為(wei)(wei)原料生產電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究認(ren)為(wei)(wei)，極(ji)少量的(de)(de)(de)雜(za)質氣體(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬(shu)于晶(jing)體的(de)(de)(de)雜(za)質，可(ke)明顯影響晶(jing)粒的(de)(de)(de)長大。因為(wei)(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作用(yong)(yong)在(zai)于增加晶(jing)界(jie)(jie)運(yun)動所(suo)需的(de)(de)(de)能(neng)量。當(dang)晶(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)體能(neng)量降(jiang)低(di)(di)，其降(jiang)低(di)(di)量與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積(ji)成正(zheng)比，所(suo)以(yi)必須提高晶(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)(jie)才能(neng)離開第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并且當(dang)晶(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)界(jie)(jie)必須變形，第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)量愈(yu)多，晶(jing)粒長大的(de)(de)(de)極(ji)限尺(chi)寸愈(yu)小(xiao)。

另一方(fang)面為了降低電熔凝氧(yang)化鎂的顯氣孔率(lv)，也(ye)應盡量減少原料氧(yang)化鎂的氣體排出，因(yin)此，采(cai)用燒結鎂砂電熔有其顯著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的(de)化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性(xing)(xing)是同原子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)力學本性(xing)(xing)如(ru)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的(de)(de)(de)尺(chi)寸，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)位數值(zhi)，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)外層結構(gou)等(deng)相關聯。而氧化鎂(mei)的(de)(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸、質量和(he)電(dian)(dian)荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)陰(yin)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)(de)結合特性(xing)(xing)和(he)強度、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)極化作用、結晶構(gou)造等(deng)決定它是一(yi)高(gao)熔點化合物。

氧化(hua)鎂的熔點和結構(gou)參數：陽離(li)子(zi)(zi)半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離(li)子(zi)(zi)半(ban)徑(jing)0.53mm;結構(gou)類(lei)型NaCl;配位(wei)數6;有(you)效配位(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)(de)最重要(yao)過(guo)(guo)程是由各(ge)種(zhong)鎂(mei)(mei)質原料(liao)，通過(guo)(guo)各(ge)種(zhong)形式的(de)(de)加熱方法產生(sheng)高(gao)溫使(shi)鎂(mei)(mei)質材料(liao)(MgO)熔化(hua)，變成氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)熔體(ti)。要(yao)使(shi)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)熔融，必須消耗大(da)(da)(da)量(liang)的(de)(de)熱能，以克服離子間的(de)(de)引(yin)力。通過(guo)(guo)強(qiang)大(da)(da)(da)電弧產生(sheng)高(gao)溫而熔化(hua)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)方法叫做電弧熔融法。這(zhe)個融化(hua)過(guo)(guo)程一般包括熱的(de)(de)傳(chuan)導(dao)、脫水(shui)、脫碳、熔化(hua)、析晶(jing)(jing)、晶(jing)(jing)體(ti)長大(da)(da)(da)等一系列物理化(hua)學變化(hua)的(de)(de)過(guo)(guo)程。

①脫(tuo)(tuo)(tuo)水(shui)過(guo)程。用(yong)水(shui)鎂(mei)石作原料有一脫(tuo)(tuo)(tuo)水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂(mei)石的主要(yao)成分是氫(qing)氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)(tuo)(tuo)水(shui)過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)(guo)(guo)程。用菱(ling)鎂(mei)礦作為原料時有一個脫碳過(guo)(guo)(guo)程，脫碳過(guo)(guo)(guo)程包(bao)括兩個方(fang)面。一方(fang)面是(shi)菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)的(de)熱分解，菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)的(de)主要成分是(shi)碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由(you)于在電熔過程中(zhong)往往在原(yuan)料(liao)氧化鎂中(zhong)加入石墨(mo)粉末添加物(助劑)，在電熔爐起動過程中(zhong)需在三電極(ji)(石墨(mo)電極(ji))的下端用石墨(mo)粉末鋪成三角形或星形導線(xian)路，在通電過程中(zhong)受熱燒(shao)損或完全燃(ran)燒(shao)除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)過程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)過程(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子(zi)和(he)氧(yang)(yang)離子(zi)在強電(dian)弧產(chan)生(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)能(neng)作用下，克服單晶(jing)(jing)體中(zhong)的(de)(de)晶(jing)(jing)格(ge)能(neng)的(de)(de)束縛，變成能(neng)自(zi)由運動的(de)(de)過程(cheng)。也(ye)就是說，氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)到一(yi)定(ding)溫度(熔(rong)(rong)點)就會(hui)由固體變成液體，叫熔(rong)(rong)化(hua)。在這(zhe)(zhe)一(yi)過程(cheng)中(zhong)需消耗(hao)大量的(de)(de)電(dian)能(neng)。據電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)生(sheng)產(chan)者對用水(shui)鎂(mei)石作原料生(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱(re)(re)平(ping)衡的(de)(de)衡算(suan)，熱(re)(re)消耗(hao)的(de)(de)比例如下：氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)晶(jing)(jing)體生(sheng)成熱(re)(re)消耗(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成熱(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散(san)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)(zhe)些統計(ji)數(shu)據可以看出，在電(dian)熔(rong)(rong)