電(dian)(dian)弧(hu)熔爐生產電(dian)(dian)熔氧化(hua)鎂的工藝流程主要(yao)包括：原料(liao)配(pei)料(liao)、電(dian)(dian)弧(hu)熔融、破碎、選別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選、分(fen)類包裝等。

(1)原料

我國有(you)豐(feng)富的優質菱(ling)鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量(liang)高，又易于開(kai)采(cai)，因此，被廣泛用作電(dian)熔(rong)(rong)氧化鎂(mei)的原(yuan)料(liao)。采(cai)用菱(ling)鎂(mei)石作原(yuan)料(liao)，碳酸鎂(mei)分(fen)解產生(sheng)CO2氣(qi)體，由于有(you)大(da)量(liang)氣(qi)體從爐內排出影響(xiang)著(zhu)電(dian)熔(rong)(rong)過(guo)程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂的(de)結晶帶(dai)的(de)形(xing)成均有不(bu)利影(ying)響，由于大量塵料(liao)飛損(sun)，使物料(liao)損(sun)耗和能量消耗增高(gao)，也(ye)惡化(hua)了(le)車間生產環境。但(dan)由于優質菱鎂礦石容易獲得(de)，價格很低廉，所以(yi)，仍(reng)是我國(guo)電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂用得(de)最(zui)(zui)多最(zui)(zui)廣泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂礦。菱(ling)鎂礦石中氧化(hua)(hua)鎂的(de)含(han)量高低和化(hua)(hua)學成(cheng)分直接影(ying)響到(dao)電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂的(de)質量，同時(shi)在(zai)電熔(rong)過(guo)程中也直接影(ying)響到(dao)電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂得到(dao)的(de)品級比例，因(yin)此，為了(le)保證(zheng)電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂的(de)質量和品級比例，必須(xu)對各(ge)種礦石進行適當的(de)配比后進行熔(rong)煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)。我國(guo)的遼寧省水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的礦(kuang)源非常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)中(zhong)氧化鎂(mei)(mei)(mei)含量高于菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)。它也是一種制造(zao)電熔凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)的原料，部分地區(qu)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的化學成分見(jian)表2。

表2水鎂(mei)石的化(hua)學(xue)成(cheng)分/%

③輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。以輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作為電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)原料，可(ke)以使生產環境得到改善，可(ke)以降低運輸費(fei)用。由于電熔時排出氣體(ti)少，成分也較均勻(yun)，對提(ti)高電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)質量有利(li)。

我國有一(yi)些電(dian)(dian)(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)球(qiu)料入爐電(dian)(dian)(dian)(dian)熔。輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量(liang)達到(dao)98%，以(yi)此料能生(sheng)產出白色大結晶(jing)電(dian)(dian)(dian)(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由(you)于成(cheng)球(qiu)費用(yong)高(gao)，影響生(sheng)產成(cheng)本。目(mu)前(qian)，有的(de)廠家采用(yong)反射爐輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)一(yi)定的(de)粒度加(jia)入熔爐電(dian)(dian)(dian)(dian)熔，電(dian)(dian)(dian)(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)比用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石好，成(cheng)本又比用(yong)球(qiu)料作原料時便宜，因而得(de)到(dao)了一(yi)定的(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)砂。為(wei)了某些(xie)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)特殊要求，有時(shi)(shi)必(bi)須在電(dian)(dian)熔(rong)過程中采用(yong)(yong)(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原料，如采用(yong)(yong)(yong)海水鎂(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原料，一般首先(xian)利用(yong)(yong)(yong)處理海水和(he)石灰乳作(zuo)用(yong)(yong)(yong)生(sheng)(sheng)產氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)，將(jiang)氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)煅燒(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)(yong)其他方(fang)(fang)法也可以制得(de)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)制取方(fang)(fang)法)，采用(yong)(yong)(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)為(wei)原料生(sheng)(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極少量(liang)的(de)(de)雜質氣(qi)體(ti)(ti)(ti)(相(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)雜質，可明顯影響晶(jing)粒(li)的(de)(de)長(chang)大(da)。因(yin)為(wei)雜質相(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)在于增加晶(jing)界(jie)運動所需的(de)(de)能(neng)量(liang)。當晶(jing)界(jie)與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)(shi)，晶(jing)體(ti)(ti)(ti)能(neng)量(liang)降低，其降低量(liang)與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面積成正(zheng)比(bi)，所以必(bi)須提高晶(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)才能(neng)離開第二(er)(er)相(xiang)(xiang)繼續(xu)運動。并且當晶(jing)界(jie)與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)(shi)，與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)界(jie)必(bi)須變形(xing)，第二(er)(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)愈多(duo)，晶(jing)粒(li)長(chang)大(da)的(de)(de)極限尺寸愈小。

另一方面為了降低電熔凝氧化鎂的(de)顯氣孔(kong)率，也應盡量減少原料氧化鎂的(de)氣體排出(chu)，因此，采用燒結(jie)鎂砂電熔有其顯著優點(dian)。

⑤電熔氧化(hua)(hua)鎂單晶的化(hua)(hua)學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特(te)性是同原子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和分子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)力(li)學本性如離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺(chi)寸(cun)，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電位數(shu)值，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)外層結構等相(xiang)關(guan)聯。而氧(yang)化(hua)鎂的(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)、質量和電荷、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和陰離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)結合(he)特(te)性和強度、離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)極化(hua)作用(yong)、結晶構造等決定它是一高熔點化(hua)合(he)物。

氧化鎂的熔(rong)(rong)點(dian)和(he)結(jie)構參(can)數(shu)：陽離(li)子(zi)半徑0.074mm;陰(yin)離(li)子(zi)半徑0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配(pei)(pei)位數(shu)6;有(you)效配(pei)(pei)位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)(rong)點(dian)2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂制(zhi)造的(de)(de)最(zui)重要過(guo)程是由(you)各種(zhong)鎂質(zhi)(zhi)原料，通過(guo)各種(zhong)形式的(de)(de)加熱方(fang)法產(chan)生高(gao)溫使(shi)鎂質(zhi)(zhi)材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)，變(bian)成氧化(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)(rong)體。要使(shi)氧化(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)(rong)融(rong)，必須消耗(hao)大(da)量的(de)(de)熱能，以克服離子間的(de)(de)引力(li)。通過(guo)強大(da)電弧產(chan)生高(gao)溫而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)方(fang)法叫做電弧熔(rong)(rong)融(rong)法。這個(ge)融(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程一(yi)般包括熱的(de)(de)傳導(dao)、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體長(chang)大(da)等一(yi)系列物(wu)理化(hua)(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)過程(cheng)。用(yong)水(shui)鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料(liao)有(you)一脫(tuo)水(shui)過程(cheng)。水(shui)鎂(mei)(mei)石的主要成分(fen)是氫氧化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過程。用(yong)菱鎂礦作為原料時有一個脫(tuo)碳(tan)過程，脫(tuo)碳(tan)過程包括兩個方面(mian)。一方面(mian)是菱鎂礦石的(de)熱分(fen)解，菱鎂礦石的(de)主要成分(fen)是碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于(yu)在電(dian)熔過程(cheng)(cheng)中往(wang)往(wang)在原料氧化(hua)鎂中加(jia)入石(shi)墨(mo)(mo)粉(fen)末添(tian)加(jia)物(wu)(助劑)，在電(dian)熔爐起動過程(cheng)(cheng)中需在三電(dian)極(ji)(石(shi)墨(mo)(mo)電(dian)極(ji))的下端(duan)用石(shi)墨(mo)(mo)粉(fen)末鋪成三角形或(huo)星(xing)形導(dao)線路，在通(tong)電(dian)過程(cheng)(cheng)中受熱燒損或(huo)完全燃燒除去(qu)石(shi)墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)即氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離子(zi)和(he)氧(yang)離子(zi)在強電(dian)(dian)(dian)弧產(chan)生的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)能(neng)(neng)作用(yong)下，克服(fu)單晶體(ti)中(zhong)的(de)(de)晶格能(neng)(neng)的(de)(de)束縛，變成(cheng)能(neng)(neng)自由運動的(de)(de)過(guo)程(cheng)。也就(jiu)是說(shuo)，氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)(re)(re)到一定溫度(du)(熔(rong)(rong)點)就(jiu)會(hui)由固體(ti)變成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)。在這一過(guo)程(cheng)中(zhong)需消耗(hao)大(da)量(liang)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)生產(chan)者對用(yong)水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石作原料生產(chan)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)平衡(heng)(heng)的(de)(de)衡(heng)(heng)算，熱(re)(re)(re)(re)(re)消耗(hao)的(de)(de)比例(li)如下：氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)晶體(ti)生成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)(re)消耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水(shui)(shui)(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表(biao)面散熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)損(sun)失值(zhi)3.2%，從這些統計數據可以看出，在電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)