電弧熔(rong)爐生產電熔(rong)氧化鎂的工藝流程(cheng)主要包括：原料配料、電弧熔(rong)融、破碎、選別(bie)、粉碎、篩(shai)別(bie)、磁選、分類(lei)包裝等(deng)。

(1)原料

我國(guo)有豐富的優質菱(ling)鎂礦石，氧(yang)化(hua)鎂含量高(gao)，又易(yi)于(yu)開(kai)采(cai)，因(yin)此，被廣(guang)泛用(yong)作(zuo)電熔氧(yang)化(hua)鎂的原料(liao)。采(cai)用(yong)菱(ling)鎂石作(zuo)原料(liao)，碳酸鎂分解產生CO2氣(qi)體，由于(yu)有大(da)量氣(qi)體從爐內排出(chu)影響著電熔過程(cheng)的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂的結(jie)晶帶的形成(cheng)均有不(bu)利影響，由于(yu)(yu)大量(liang)塵料飛損，使(shi)物(wu)料損耗(hao)和能(neng)量(liang)消耗(hao)增高，也惡化了(le)車間生產(chan)環境。但由于(yu)(yu)優質菱鎂礦石容(rong)易獲(huo)得，價格很(hen)低廉，所(suo)以，仍是我國電熔氧化鎂用得最(zui)(zui)多最(zui)(zui)廣(guang)泛的原料。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)。菱鎂礦(kuang)石(shi)中(zhong)(zhong)氧化鎂的(de)含量(liang)高(gao)低和化學成分直接(jie)影(ying)響(xiang)(xiang)到(dao)(dao)電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧化鎂的(de)質量(liang)，同(tong)時在電(dian)(dian)熔(rong)過程中(zhong)(zhong)也直接(jie)影(ying)響(xiang)(xiang)到(dao)(dao)電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧化鎂得(de)到(dao)(dao)的(de)品級比(bi)例(li)，因此，為了保證(zheng)電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧化鎂的(de)質量(liang)和品級比(bi)例(li)，必須對各種礦(kuang)石(shi)進(jin)行適當的(de)配比(bi)后進(jin)行熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)。我(wo)國的(de)(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)(de)礦(kuang)源非(fei)常(chang)豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)中氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含(han)量高于菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)。它也是一種制造電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)原料(liao)，部(bu)分地(di)區水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)(de)化(hua)學成分見表(biao)2。

表2水(shui)鎂石(shi)的(de)化(hua)學成(cheng)分/%

③輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂。以輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂作為電(dian)(dian)熔氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂原料，可以使生(sheng)產環(huan)境得到改(gai)善，可以降低運輸費用。由于電(dian)(dian)熔時排出氣體(ti)少，成分也較均勻，對提高電(dian)(dian)熔氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂質量有利。

我(wo)國(guo)有一些電熔(rong)凝氧化鎂(mei)以輕(qing)燒(shao)(shao)氧化鎂(mei)制(zhi)成球料(liao)(liao)(liao)入(ru)爐(lu)電熔(rong)。輕(qing)燒(shao)(shao)氧化鎂(mei)的氧化鎂(mei)含(han)量達到98%，以此料(liao)(liao)(liao)能(neng)生產出白色大結晶電熔(rong)氧化鎂(mei)。但(dan)由(you)于成球費用(yong)(yong)高(gao)，影(ying)響生產成本(ben)。目前，有的廠(chang)家采用(yong)(yong)反射爐(lu)輕(qing)燒(shao)(shao)氧化鎂(mei)，以一定的粒(li)度加入(ru)熔(rong)爐(lu)電熔(rong)，電熔(rong)氧化鎂(mei)的質量比用(yong)(yong)菱鎂(mei)礦石好，成本(ben)又比用(yong)(yong)球料(liao)(liao)(liao)作原料(liao)(liao)(liao)時便宜，因(yin)而(er)得到了(le)一定的推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了某些電熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)特殊要求，有時必(bi)(bi)須(xu)在(zai)電熔過程中采(cai)用(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電熔原(yuan)料，如采(cai)用(yong)海水鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電熔原(yuan)料，一般首先利用(yong)處理海水和石(shi)灰乳作(zuo)用(yong)生產氫氧(yang)化鎂(mei)(mei)，將(jiang)氫氧(yang)化鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成(cheng)(cheng)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)。用(yong)其他方(fang)法也可以制得輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)制取方(fang)法)，采(cai)用(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原(yuan)料生產電熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極(ji)少(shao)量(liang)的(de)(de)雜質氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬(shu)于晶(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)雜質，可明(ming)顯影響晶(jing)(jing)粒(li)(li)的(de)(de)長大。因為(wei)雜質相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)在(zai)于增加晶(jing)(jing)界運動所(suo)需的(de)(de)能量(liang)。當晶(jing)(jing)界與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)(jing)體(ti)能量(liang)降(jiang)低(di)，其降(jiang)低(di)量(liang)與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積成(cheng)(cheng)正比，所(suo)以必(bi)(bi)須(xu)提高晶(jing)(jing)界能，晶(jing)(jing)界才能離開第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)(jing)界與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)界必(bi)(bi)須(xu)變(bian)形(xing)，第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒(li)(li)長大的(de)(de)極(ji)限尺寸愈小。

另一方面為了降(jiang)低電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)顯氣(qi)孔率，也應盡量減少原料氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)氣(qi)體排出，因此，采用(yong)燒(shao)結鎂(mei)砂電(dian)熔有其顯著優點。

⑤電熔氧(yang)化鎂單晶的化學(xue)原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特性(xing)(xing)是(shi)(shi)同原子(zi)(zi)(zi)(zi)和分子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)力學本性(xing)(xing)如離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)位數(shu)值，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)外層(ceng)結(jie)(jie)構等相關聯。而氧化(hua)(hua)鎂的(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸、質量(liang)和電(dian)荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和陰離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)結(jie)(jie)合特性(xing)(xing)和強度、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)極化(hua)(hua)作用、結(jie)(jie)晶構造等決(jue)定它是(shi)(shi)一高熔點化(hua)(hua)合物(wu)。

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

電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂制造的(de)最重(zhong)要過(guo)(guo)程是由各(ge)種(zhong)鎂質原料，通(tong)過(guo)(guo)各(ge)種(zhong)形(xing)式的(de)加熱(re)方(fang)法產生高溫(wen)使鎂質材料(MgO)熔(rong)化(hua)，變成氧(yang)化(hua)鎂熔(rong)體(ti)。要使氧(yang)化(hua)鎂熔(rong)融(rong)，必須消耗大量的(de)熱(re)能，以克(ke)服離子間的(de)引力(li)。通(tong)過(guo)(guo)強大電(dian)弧(hu)產生高溫(wen)而熔(rong)化(hua)氧(yang)化(hua)鎂的(de)方(fang)法叫做電(dian)弧(hu)熔(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)過(guo)(guo)程一般包(bao)括熱(re)的(de)傳(chuan)導(dao)、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)化(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)長(chang)大等一系列物理(li)化(hua)學變化(hua)的(de)過(guo)(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。用(yong)水(shui)鎂(mei)石作原料有(you)一脫(tuo)水(shui)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。水(shui)鎂(mei)石的主要成分是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)水(shui)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)程(cheng)。用菱鎂礦(kuang)作為原料時有一(yi)個(ge)脫碳過(guo)程(cheng)，脫碳過(guo)程(cheng)包(bao)括兩個(ge)方(fang)(fang)面。一(yi)方(fang)(fang)面是(shi)菱鎂礦(kuang)石的熱分解，菱鎂礦(kuang)石的主要成(cheng)分是(shi)碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由于在電(dian)熔(rong)過程中往往在原料氧化鎂(mei)中加(jia)入(ru)石(shi)墨(mo)(mo)(mo)粉末(mo)添加(jia)物(助(zhu)劑)，在電(dian)熔(rong)爐起動過程中需在三電(dian)極(石(shi)墨(mo)(mo)(mo)電(dian)極)的下端用(yong)石(shi)墨(mo)(mo)(mo)粉末(mo)鋪成三角形(xing)(xing)或星形(xing)(xing)導線路，在通電(dian)過程中受熱燒(shao)損或完全燃(ran)燒(shao)除(chu)去石(shi)墨(mo)(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)。熔化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)即(ji)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離子和(he)氧離子在(zai)強電弧產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)熱能作用(yong)(yong)下，克服單晶體中的(de)(de)(de)晶格能的(de)(de)(de)束(shu)縛，變成能自由(you)運動的(de)(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)。也就是說，氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱到一定溫度(熔點)就會由(you)固體變成液體，叫熔化(hua)(hua)(hua)(hua)。在(zai)這(zhe)一過(guo)(guo)程(cheng)中需消(xiao)耗(hao)大量(liang)的(de)(de)(de)電能。據(ju)電熔凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)產(chan)(chan)者(zhe)對用(yong)(yong)水鎂(mei)(mei)石作原料生(sheng)產(chan)(chan)電熔凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)熱平衡(heng)的(de)(de)(de)衡(heng)算，熱消(xiao)耗(hao)的(de)(de)(de)比例如(ru)下：氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶體生(sheng)成熱消(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)耗(hao)熱值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成熱耗(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻(que)水耗(hao)熱值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻(que)爐殼的(de)(de)(de)水耗(hao)熱值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散熱值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶(dai)走熱值(zhi)(zhi)28.8%。電能損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些統(tong)計數(shu)據(ju)可以看出，在(zai)電熔