電弧熔爐生產(chan)電熔氧化鎂的(de)工藝流(liu)程主要包括：原料配料、電弧熔融、破碎(sui)、選別(bie)、粉碎(sui)、篩別(bie)、磁(ci)選、分類包裝等(deng)。

(1)原料

我國有豐富的優質菱鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量(liang)高，又易于(yu)開采，因此，被(bei)廣泛用(yong)作電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)的原(yuan)料(liao)。采用(yong)菱鎂(mei)石作原(yuan)料(liao)，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣體(ti)，由于(yu)有大量(liang)氣體(ti)從爐內排出(chu)影響(xiang)著電(dian)熔(rong)過程的進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化(hua)鎂的結晶帶的形成均有不利影響(xiang)，由于大(da)量塵(chen)料(liao)(liao)飛損，使物料(liao)(liao)損耗(hao)和能量消耗(hao)增高(gao)，也惡(e)化(hua)了車(che)間生產環境。但由于優質(zhi)菱鎂礦石(shi)容(rong)易(yi)獲得(de)，價格很低(di)廉，所以，仍(reng)是我國電熔氧(yang)化(hua)鎂用得(de)最(zui)多(duo)最(zui)廣泛(fan)的原料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂礦。菱(ling)鎂礦石中(zhong)氧化(hua)鎂的(de)含量高(gao)低和化(hua)學成(cheng)分直接影響(xiang)到(dao)電(dian)熔凝氧化(hua)鎂的(de)質(zhi)量，同時在電(dian)熔過程中(zhong)也直接影響(xiang)到(dao)電(dian)熔凝氧化(hua)鎂得到(dao)的(de)品級(ji)比例(li)，因此，為了保(bao)證電(dian)熔凝氧化(hua)鎂的(de)質(zhi)量和品級(ji)比例(li)，必須對各種礦石進行適(shi)當的(de)配比后進行熔煉。

②水(shui)鎂石。我國的遼寧省水(shui)鎂石的礦(kuang)源非常豐富，水(shui)鎂石中氧化(hua)鎂含(han)量(liang)高于菱(ling)鎂礦(kuang)石。它(ta)也是一(yi)種制造電(dian)熔凝氧化(hua)鎂的原料，部分地(di)區(qu)水(shui)鎂石的化(hua)學(xue)成分見表2。

表2水鎂石的(de)化學成分/%

③輕燒(shao)(shao)氧化鎂。以輕燒(shao)(shao)氧化鎂作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔氧化鎂原(yuan)料，可以使生產環境得(de)到改善(shan)，可以降低運(yun)輸費用。由于電(dian)(dian)熔時排出氣(qi)體少，成(cheng)分也較均勻，對提高(gao)電(dian)(dian)熔氧化鎂質(zhi)量有利。

我國有一(yi)(yi)些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂以輕燒氧(yang)(yang)化鎂制(zhi)成球料入爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)。輕燒氧(yang)(yang)化鎂的(de)(de)氧(yang)(yang)化鎂含量達到(dao)98%，以此(ci)料能(neng)生(sheng)產出白色大(da)結晶電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化鎂。但由于成球費用(yong)高，影響生(sheng)產成本。目前，有的(de)(de)廠(chang)家采用(yong)反射爐(lu)輕燒氧(yang)(yang)化鎂，以一(yi)(yi)定的(de)(de)粒(li)度加入熔(rong)爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化鎂的(de)(de)質量比用(yong)菱鎂礦石好，成本又比用(yong)球料作原料時便宜(yi)，因(yin)而得到(dao)了一(yi)(yi)定的(de)(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)(wei)了某些電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)特殊要求，有時(shi)必須(xu)在電(dian)熔(rong)過程中采用(yong)燒(shao)結鎂(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，如采用(yong)海水(shui)鎂(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，一般首先利(li)用(yong)處理海水(shui)和石灰(hui)乳作(zuo)用(yong)生(sheng)產氫氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，將(jiang)氫氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)煅燒(shao)成輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。用(yong)其他(ta)方法(fa)也可以制(zhi)(zhi)得輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(詳見(jian)工業氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)制(zhi)(zhi)取方法(fa))，采用(yong)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)原(yuan)料(liao)生(sheng)產電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研(yan)究認為(wei)(wei)(wei)，極少量(liang)的(de)雜(za)質(zhi)氣(qi)體(相(xiang)(xiang))也屬于晶體的(de)雜(za)質(zhi)，可明顯影響晶粒的(de)長大。因(yin)為(wei)(wei)(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)用(yong)在于增加晶界(jie)運(yun)動所需的(de)能(neng)(neng)量(liang)。當晶界(jie)與(yu)(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶體能(neng)(neng)量(liang)降低(di)，其降低(di)量(liang)與(yu)(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面積(ji)成正比(bi)，所以必須(xu)提高晶界(jie)能(neng)(neng)，晶界(jie)才能(neng)(neng)離開第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)繼(ji)續運(yun)動。并(bing)且當晶界(jie)與(yu)(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面積(ji)相(xiang)(xiang)等的(de)晶界(jie)必須(xu)變(bian)形，第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)愈多，晶粒長大的(de)極限尺寸(cun)愈小。

另一(yi)方面(mian)為了降低電熔(rong)凝氧化鎂(mei)的顯氣孔率，也應盡量減少(shao)原(yuan)料氧化鎂(mei)的氣體排出，因(yin)此，采(cai)用(yong)燒結鎂(mei)砂電熔(rong)有其顯著優點。

⑤電(dian)熔氧化鎂單晶的(de)化學原料質(zhi)量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)(xing)(xing)是(shi)同原(yuan)子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的量子(zi)(zi)力學(xue)本性(xing)(xing)(xing)如離(li)(li)(li)子(zi)(zi)半徑的尺寸(cun)，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的電位(wei)數(shu)值，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的電子(zi)(zi)外(wai)層結(jie)構等相關聯。而氧化鎂的離(li)(li)(li)子(zi)(zi)尺寸(cun)、質量和(he)電荷、陽(yang)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)(li)子(zi)(zi)之間的結(jie)合特性(xing)(xing)(xing)和(he)強度(du)、離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的極化作用、結(jie)晶構造等決定它是(shi)一高熔(rong)點(dian)化合物。

氧化鎂(mei)的熔(rong)點和結(jie)構(gou)參數(shu)：陽離(li)(li)子(zi)半徑(jing)(jing)0.074mm;陰離(li)(li)子(zi)半徑(jing)(jing)0.53mm;結(jie)構(gou)類型(xing)NaCl;配(pei)(pei)位(wei)數(shu)6;有效配(pei)(pei)位(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)制(zhi)造的(de)(de)最重要過程(cheng)是(shi)由(you)各種鎂(mei)質原(yuan)料，通(tong)過各種形式(shi)的(de)(de)加熱(re)方法產(chan)生高溫使鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)化(hua)，變成(cheng)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)熔(rong)體(ti)(ti)。要使氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)熔(rong)融，必須(xu)消耗大量(liang)的(de)(de)熱(re)能，以(yi)克服離子(zi)間的(de)(de)引力。通(tong)過強(qiang)大電弧產(chan)生高溫而熔(rong)化(hua)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)方法叫做(zuo)電弧熔(rong)融法。這(zhe)個融化(hua)過程(cheng)一般(ban)包括熱(re)的(de)(de)傳導(dao)、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)、析晶、晶體(ti)(ti)長大等一系列物理化(hua)學變化(hua)的(de)(de)過程(cheng)。

①脫水(shui)過程。用(yong)水(shui)鎂(mei)石(shi)作原(yuan)料有一脫水(shui)過程。水(shui)鎂(mei)石(shi)的主要成分是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)過程(cheng)。用菱(ling)(ling)鎂(mei)礦作為原料時有一個脫碳(tan)(tan)過程(cheng)，脫碳(tan)(tan)過程(cheng)包括兩個方(fang)面。一方(fang)面是(shi)菱(ling)(ling)鎂(mei)礦石的(de)熱(re)分解，菱(ling)(ling)鎂(mei)礦石的(de)主要成分是(shi)碳(tan)(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面(mian)，由于在(zai)(zai)電(dian)(dian)熔過程中往往在(zai)(zai)原料氧(yang)化(hua)鎂(mei)中加(jia)入石(shi)墨粉(fen)末添加(jia)物(wu)(助劑(ji))，在(zai)(zai)電(dian)(dian)熔爐起(qi)動過程中需(xu)在(zai)(zai)三電(dian)(dian)極(石(shi)墨電(dian)(dian)極)的下端用(yong)石(shi)墨粉(fen)末鋪成三角形(xing)或星(xing)形(xing)導線路，在(zai)(zai)通電(dian)(dian)過程中受熱燒(shao)損或完全燃燒(shao)除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過程。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過程即(ji)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子和(he)氧(yang)離子在強電(dian)弧(hu)產生(sheng)的(de)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)作用(yong)下，克服單晶體中(zhong)的(de)晶格(ge)能(neng)的(de)束(shu)縛，變成能(neng)自由(you)(you)運動的(de)過程。也就(jiu)(jiu)是說，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)(re)到一(yi)定溫度(熔(rong)(rong)(rong)點)就(jiu)(jiu)會(hui)由(you)(you)固體變成液體，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)。在這(zhe)一(yi)過程中(zhong)需消(xiao)耗(hao)大(da)量的(de)電(dian)能(neng)。據電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產者對用(yong)水(shui)鎂(mei)石作原料生(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)熱(re)(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)的(de)比例如(ru)下：氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)晶體生(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻(que)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子表(biao)面散熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶走(zou)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失(shi)值(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數據可以看出，在電(dian)熔(rong)(rong)(rong)