電(dian)弧熔(rong)爐生產電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂的工藝流程主要包括：原料配料、電(dian)弧熔(rong)融、破(po)碎、選(xuan)別(bie)、粉(fen)碎、篩別(bie)、磁選(xuan)、分類(lei)包裝等。

(1)原料

我國有豐富的優質(zhi)菱鎂礦石，氧化鎂含量(liang)高，又易于開采(cai)，因此，被廣泛用(yong)作電熔(rong)氧化鎂的原料(liao)。采(cai)用(yong)菱鎂石作原料(liao)，碳酸(suan)鎂分解產生CO2氣體(ti)(ti)，由于有大量(liang)氣體(ti)(ti)從爐內(nei)排出影(ying)響著電熔(rong)過(guo)程(cheng)的進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化鎂(mei)的結(jie)晶帶的形成(cheng)均有(you)不利影響，由于大(da)量(liang)塵料飛損，使(shi)物料損耗(hao)和(he)能量(liang)消耗(hao)增高，也惡化了車(che)間(jian)生產環(huan)境。但由于優(you)質菱鎂(mei)礦石容(rong)易獲得，價格(ge)很(hen)低廉，所以，仍(reng)是我國電熔氧(yang)化鎂(mei)用(yong)得最多最廣泛的原(yuan)料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)礦石中氧化(hua)(hua)鎂(mei)的含量高低和化(hua)(hua)學(xue)成分直接(jie)影(ying)響到(dao)電(dian)(dian)熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的質(zhi)量，同時在電(dian)(dian)熔過程(cheng)中也直接(jie)影(ying)響到(dao)電(dian)(dian)熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)得到(dao)的品(pin)級(ji)比例，因此(ci)，為了保證電(dian)(dian)熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的質(zhi)量和品(pin)級(ji)比例，必須(xu)對各種礦石進(jin)行(xing)適當(dang)的配比后進(jin)行(xing)熔煉。

②水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)。我國的(de)遼寧省(sheng)水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)礦源(yuan)非常豐富，水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)中(zhong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)含(han)量高(gao)于菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)(shi)。它也(ye)是一種制造電(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)原料，部分地(di)區水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)化學成(cheng)分見表2。

表(biao)2水鎂石的(de)化(hua)學成分/%

③輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂。以輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂作(zuo)為電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂原料，可(ke)以使生產(chan)環境得到改(gai)善，可(ke)以降(jiang)低運輸費用。由于電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)時排(pai)出(chu)氣體少，成分也(ye)較均(jun)勻，對提高電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂質(zhi)量有利。

我國有一(yi)些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制成球(qiu)料入爐電(dian)熔(rong)(rong)。輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量(liang)達到98%，以此料能生產(chan)出白色(se)大(da)結晶電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于成球(qiu)費用(yong)高，影響生產(chan)成本(ben)(ben)。目前，有的(de)(de)(de)廠家采(cai)用(yong)反射(she)爐輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以一(yi)定的(de)(de)(de)粒(li)度加入熔(rong)(rong)爐電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)質量(liang)比(bi)用(yong)菱鎂(mei)礦石(shi)好，成本(ben)(ben)又比(bi)用(yong)球(qiu)料作(zuo)原料時便宜，因而得到了一(yi)定的(de)(de)(de)推(tui)廣。

④燒結鎂(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)(wei)了某些電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特(te)殊要求，有(you)時必(bi)須(xu)(xu)在(zai)電熔(rong)(rong)過(guo)程中采用(yong)燒結鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)電熔(rong)(rong)原料，如采用(yong)海水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)電熔(rong)(rong)原料，一般首(shou)先利用(yong)處理海水(shui)(shui)和石(shi)灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)生(sheng)(sheng)產氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒成輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)其他方法也(ye)可(ke)以制得輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳(xiang)見工業氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制取(qu)方法)，采用(yong)輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)原料生(sheng)(sheng)產電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)(wei)，極少量(liang)(liang)的(de)(de)雜質(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang))也(ye)屬(shu)于晶(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)雜質(zhi)，可(ke)明顯(xian)影響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)長大。因為(wei)(wei)(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)在(zai)于增加晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)運(yun)動(dong)所需(xu)的(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)(jing)體(ti)能(neng)(neng)量(liang)(liang)降低(di)，其降低(di)量(liang)(liang)與第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積成正(zheng)比，所以必(bi)須(xu)(xu)提高(gao)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)能(neng)(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)才能(neng)(neng)離開第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)繼續運(yun)動(dong)。并且當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，與第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積相(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)必(bi)須(xu)(xu)變形(xing)，第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈多(duo)，晶(jing)(jing)粒長大的(de)(de)極限(xian)尺寸愈小(xiao)。

另一方面為了降低(di)電(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)的顯(xian)氣孔率，也應盡(jin)量減少原(yuan)料氧(yang)化鎂(mei)的氣體排出，因此，采用燒結鎂(mei)砂電(dian)熔有其顯(xian)著(zhu)優點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶的化(hua)學原料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性是同原子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)力學本性如離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺(chi)寸(cun)，離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電位數值，離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)外層結構等相(xiang)關聯。而(er)氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)、質量和(he)電荷、陽離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)陰(yin)離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)之(zhi)間的(de)(de)結合(he)特性和(he)強度、離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極化(hua)作用、結晶(jing)構造等決定它是一高熔(rong)點化(hua)合(he)物。

氧化(hua)鎂(mei)的熔(rong)點和結構(gou)參數：陽(yang)離(li)子半(ban)(ban)徑(jing)0.074mm;陰離(li)子半(ban)(ban)徑(jing)0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配(pei)位(wei)數6;有效配(pei)位(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂制(zhi)造的(de)(de)最(zui)重要過(guo)(guo)(guo)程(cheng)是由各(ge)種(zhong)鎂質原料，通過(guo)(guo)(guo)各(ge)種(zhong)形(xing)式的(de)(de)加熱(re)方法產生高溫(wen)使(shi)鎂質材料(MgO)熔(rong)化(hua)，變成(cheng)氧(yang)(yang)化(hua)鎂熔(rong)體。要使(shi)氧(yang)(yang)化(hua)鎂熔(rong)融，必(bi)須消耗大(da)量(liang)的(de)(de)熱(re)能，以克服離(li)子間的(de)(de)引(yin)力。通過(guo)(guo)(guo)強大(da)電弧產生高溫(wen)而(er)熔(rong)化(hua)氧(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)(de)方法叫做電弧熔(rong)融法。這個(ge)融化(hua)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)一般包括熱(re)的(de)(de)傳導、脫水(shui)、脫碳(tan)、熔(rong)化(hua)、析晶、晶體長大(da)等(deng)一系列物理化(hua)學變化(hua)的(de)(de)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)過程(cheng)。用水(shui)鎂石(shi)作(zuo)原料有一脫水(shui)過程(cheng)。水(shui)鎂石(shi)的(de)主要成分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)礦作(zuo)為原料時(shi)有一(yi)個脫碳(tan)過程(cheng)，脫碳(tan)過程(cheng)包括(kuo)兩(liang)個方面。一(yi)方面是菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)的熱分解(jie)，菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)的主(zhu)要(yao)成分是碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由于在(zai)(zai)電熔過(guo)程中往(wang)往(wang)在(zai)(zai)原料氧化鎂中加入石(shi)墨粉(fen)末(mo)添加物(助劑)，在(zai)(zai)電熔爐起動過(guo)程中需(xu)在(zai)(zai)三(san)電極(石(shi)墨電極)的下端用石(shi)墨粉(fen)末(mo)鋪成三(san)角形(xing)(xing)或星形(xing)(xing)導(dao)線路，在(zai)(zai)通電過(guo)程中受熱燒(shao)損或完全燃(ran)燒(shao)除(chu)去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)即(ji)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子(zi)和氧(yang)離子(zi)在(zai)強電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)弧產生(sheng)的(de)(de)熱能作用下，克服單晶體中的(de)(de)晶格能的(de)(de)束(shu)縛，變(bian)成能自由運動(dong)的(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)。也就(jiu)是說，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)加(jia)熱到一定溫(wen)度(du)(熔(rong)點)就(jiu)會由固體變(bian)成液體，叫熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)。在(zai)這一過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)中需消耗(hao)大量(liang)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能。據電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產者對用水(shui)鎂(mei)石作原料(liao)生(sheng)產電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱平衡(heng)的(de)(de)衡(heng)算，熱消耗(hao)的(de)(de)比例如下：氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)晶體生(sheng)成熱消耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)熱值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成熱耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻(que)水(shui)耗(hao)熱值(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)(de)水(shui)耗(hao)熱值(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散熱值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能損失值(zhi)3.2%，從這些統(tong)計數據可以看出，在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)