電(dian)弧(hu)熔爐生產電(dian)熔氧化鎂的工藝流程主要包(bao)括：原料(liao)配料(liao)、電(dian)弧(hu)熔融、破(po)碎(sui)、選別、粉碎(sui)、篩(shai)別、磁(ci)選、分類(lei)包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐(feng)富的(de)優(you)質菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)，氧化鎂(mei)(mei)含量(liang)高，又易(yi)于開(kai)采，因(yin)此，被(bei)廣泛用(yong)作(zuo)電熔氧化鎂(mei)(mei)的(de)原(yuan)料(liao)。采用(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)石(shi)作(zuo)原(yuan)料(liao)，碳酸鎂(mei)(mei)分解(jie)產(chan)生CO2氣(qi)體(ti)，由于有大量(liang)氣(qi)體(ti)從爐內排(pai)出影響著電熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔氧化鎂的(de)(de)結晶帶的(de)(de)形成均(jun)有不利影響，由(you)于(yu)(yu)大量(liang)塵料飛損，使物料損耗和能量(liang)消耗增高，也惡化了車間生(sheng)產(chan)環境。但(dan)由(you)于(yu)(yu)優質菱鎂礦石容(rong)易獲(huo)得(de)，價格很低(di)廉，所以，仍是我國(guo)電熔氧化鎂用(yong)得(de)最多最廣泛的(de)(de)原料。

(2)配料

①菱鎂礦。菱鎂礦石中氧(yang)化鎂的(de)含量(liang)高低和化學(xue)成分直(zhi)接(jie)影(ying)響到(dao)電熔凝(ning)(ning)氧(yang)化鎂的(de)質量(liang)，同時在電熔過(guo)程中也直(zhi)接(jie)影(ying)響到(dao)電熔凝(ning)(ning)氧(yang)化鎂得到(dao)的(de)品級比(bi)例，因此，為(wei)了保證(zheng)電熔凝(ning)(ning)氧(yang)化鎂的(de)質量(liang)和品級比(bi)例，必須對各種礦石進行(xing)適當的(de)配比(bi)后進行(xing)熔煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)石(shi)。我國的(de)(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)石(shi)的(de)(de)礦源非常豐富，水(shui)鎂(mei)石(shi)中氧化鎂(mei)含量高(gao)于(yu)菱鎂(mei)礦石(shi)。它(ta)也是一種制造電熔凝氧化鎂(mei)的(de)(de)原料，部分(fen)(fen)地區水(shui)鎂(mei)石(shi)的(de)(de)化學成分(fen)(fen)見(jian)表2。

表2水鎂(mei)石的化學(xue)成分/%

③輕燒(shao)氧(yang)化鎂。以輕燒(shao)氧(yang)化鎂作為電熔氧(yang)化鎂原料，可(ke)以使生產(chan)環(huan)境得到改善，可(ke)以降低運輸(shu)費用。由于電熔時(shi)排出氣體(ti)少，成分(fen)也(ye)較均勻，對提高電熔氧(yang)化鎂質量有利。

我國有一(yi)(yi)些電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)以(yi)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)制(zhi)成球料(liao)入爐(lu)(lu)電熔。輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)化(hua)鎂(mei)含(han)量(liang)達到(dao)98%，以(yi)此料(liao)能生(sheng)產出白色大結晶(jing)電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)。但由于成球費用(yong)高，影(ying)響生(sheng)產成本(ben)。目前(qian)，有的(de)廠家采用(yong)反射爐(lu)(lu)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)，以(yi)一(yi)(yi)定的(de)粒度加入熔爐(lu)(lu)電熔，電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)比(bi)用(yong)菱鎂(mei)礦石好，成本(ben)又比(bi)用(yong)球料(liao)作原料(liao)時便宜(yi)，因而得到(dao)了一(yi)(yi)定的(de)推(tui)廣。

④燒結鎂(mei)砂。為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)了某些電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)的特殊要求，有時(shi)必須在電(dian)熔(rong)過程中采(cai)用燒結鎂(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)料，如(ru)采(cai)用海(hai)水鎂(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)料，一般首(shou)先利用處(chu)理(li)海(hai)水和石灰乳作(zuo)用生(sheng)產氫氧化(hua)鎂(mei)，將(jiang)氫氧化(hua)鎂(mei)煅燒成輕燒氧化(hua)鎂(mei)。用其他方(fang)法(fa)(fa)也(ye)可(ke)以制(zhi)得(de)輕燒氧化(hua)鎂(mei)(詳見工業氧化(hua)鎂(mei)的制(zhi)取方(fang)法(fa)(fa))，采(cai)用輕燒氧化(hua)鎂(mei)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)原(yuan)料生(sheng)產電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)，極(ji)少(shao)量的雜質(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)體(ti)的雜質(zhi)，可(ke)明顯影響(xiang)晶(jing)(jing)粒的長(chang)大。因(yin)為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)的作(zuo)用在于增(zeng)加(jia)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)運(yun)動所(suo)需的能量。當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與第二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)(jing)體(ti)能量降(jiang)低，其降(jiang)低量與第二(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積成正比，所(suo)以必須提高(gao)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)能，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)才能離(li)開(kai)第二(er)相(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并且(qie)當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與第二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，與第二(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積相(xiang)(xiang)等(deng)的晶(jing)(jing)界(jie)(jie)必須變形，第二(er)相(xiang)(xiang)數量愈(yu)多，晶(jing)(jing)粒長(chang)大的極(ji)限尺寸愈(yu)小。

另一(yi)方面(mian)為了降低電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)顯(xian)氣孔率，也應(ying)盡量減少原料氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)氣體排出，因(yin)此，采用(yong)燒結鎂(mei)砂電熔有其顯(xian)著優點(dian)。

⑤電熔氧化鎂單晶(jing)的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是同原子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的(de)量(liang)子(zi)(zi)力學本性如離(li)子(zi)(zi)半(ban)徑的(de)尺(chi)寸(cun)，離(li)子(zi)(zi)的(de)電位數(shu)值，離(li)子(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)外層(ceng)結(jie)構等(deng)相關聯。而氧化(hua)鎂的(de)離(li)子(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)、質量(liang)和(he)電荷、陽離(li)子(zi)(zi)和(he)陰離(li)子(zi)(zi)之間的(de)結(jie)合(he)特(te)性和(he)強度、離(li)子(zi)(zi)的(de)極(ji)化(hua)作(zuo)用、結(jie)晶構造等(deng)決定它是一高熔點化(hua)合(he)物。

氧化鎂的熔(rong)點和結構參數：陽離(li)子半徑0.074mm;陰離(li)子半徑0.53mm;結構類(lei)型NaCl;配(pei)位數6;有效配(pei)位數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)最重要過(guo)(guo)程是由各(ge)種鎂(mei)質(zhi)原料，通過(guo)(guo)各(ge)種形式的(de)加熱方法(fa)產(chan)生高溫(wen)使鎂(mei)質(zhi)材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成(cheng)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體(ti)。要使氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融，必須消耗大(da)量(liang)的(de)熱能，以克服(fu)離子間的(de)引力。通過(guo)(guo)強大(da)電弧產(chan)生高溫(wen)而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)方法(fa)叫做電弧熔(rong)(rong)融法(fa)。這個融化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程一般包括熱的(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)長大(da)等(deng)一系列物理化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的(de)過(guo)(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)。用水(shui)鎂石(shi)作原(yuan)料有一脫(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)。水(shui)鎂石(shi)的(de)主(zhu)要(yao)成分(fen)是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)碳過(guo)程。用菱鎂礦作為原料(liao)時有一個脫(tuo)(tuo)碳過(guo)程，脫(tuo)(tuo)碳過(guo)程包括兩個方(fang)面(mian)。一方(fang)面(mian)是菱鎂礦石的(de)熱分解，菱鎂礦石的(de)主要成分是碳酸(suan)鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由于在(zai)電熔過程中往往在(zai)原(yuan)料氧化鎂中加入石墨(mo)(mo)粉末添加物(助劑)，在(zai)電熔爐起動(dong)過程中需(xu)在(zai)三電極(ji)(石墨(mo)(mo)電極(ji))的下端用石墨(mo)(mo)粉末鋪成三角形或星形導(dao)線路，在(zai)通電過程中受熱燒損或完全(quan)燃燒除去石墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化過(guo)(guo)程。熔(rong)化過(guo)(guo)程即氧(yang)化鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離子(zi)和氧(yang)離子(zi)在(zai)強電弧(hu)產生(sheng)的(de)熱(re)(re)(re)能(neng)(neng)作(zuo)用下(xia)，克服單晶(jing)體(ti)中(zhong)的(de)晶(jing)格能(neng)(neng)的(de)束縛，變成(cheng)能(neng)(neng)自由運動的(de)過(guo)(guo)程。也就是說，氧(yang)化鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)到一定(ding)溫度(熔(rong)點(dian))就會由固體(ti)變成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)化。在(zai)這一過(guo)(guo)程中(zhong)需消(xiao)(xiao)耗(hao)大量的(de)電能(neng)(neng)。據電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)生(sheng)產者(zhe)對用水(shui)鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料生(sheng)產電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)衡算，熱(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)的(de)比例(li)如下(xia)：氧(yang)化鎂(mei)(mei)晶(jing)體(ti)生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散(san)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電能(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統(tong)計數據可(ke)以(yi)看出，在(zai)電熔(rong)