電弧(hu)熔(rong)(rong)爐生產電熔(rong)(rong)氧化鎂的工藝流程主要包括：原料配料、電弧(hu)熔(rong)(rong)融、破(po)碎、選別(bie)、粉(fen)碎、篩別(bie)、磁選、分類(lei)包裝等。

(1)原料

我國(guo)有豐富的優質菱鎂礦石，氧(yang)化鎂含量高，又易于開采，因此，被廣泛用作電(dian)熔氧(yang)化鎂的原料。采用菱鎂石作原料，碳酸鎂分解產生CO2氣(qi)體，由于有大量氣(qi)體從(cong)爐內排出(chu)影響著電(dian)熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔氧化鎂(mei)(mei)的(de)(de)結晶帶(dai)的(de)(de)形成均(jun)有不(bu)利影響，由于(yu)大(da)量(liang)塵料飛損，使物料損耗(hao)和(he)能量(liang)消耗(hao)增高(gao)，也(ye)惡(e)化了車間生產(chan)環(huan)境。但由于(yu)優(you)質菱鎂(mei)(mei)礦石容易(yi)獲得，價格很低(di)廉，所以，仍(reng)是(shi)我國電熔氧化鎂(mei)(mei)用(yong)得最多最廣(guang)泛的(de)(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石中氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)含(han)量(liang)高低和化(hua)學成分(fen)直接影響(xiang)(xiang)到(dao)電熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)，同時在電熔過程中也直接影響(xiang)(xiang)到(dao)電熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)得到(dao)的(de)品級比例，因(yin)此，為了保證電熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)和品級比例，必須對各種礦(kuang)石進行適當的(de)配比后進行熔煉。

②水鎂(mei)(mei)石。我國的遼(liao)寧省水鎂(mei)(mei)石的礦源非常豐富，水鎂(mei)(mei)石中氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量高于菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石。它也是一種制造電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的原料(liao)，部(bu)分地區(qu)水鎂(mei)(mei)石的化(hua)學成分見表2。

表2水鎂石的化學成(cheng)分/%

③輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。以輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)作為電(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)原(yuan)料，可(ke)(ke)以使生產環境得(de)到改善(shan)，可(ke)(ke)以降(jiang)低運輸費用。由于(yu)電(dian)熔時(shi)排(pai)出氣體少，成分也(ye)較均勻(yun)，對提高電(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)質量有(you)利。

我國有一(yi)些電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)以輕燒氧化(hua)鎂(mei)制成(cheng)球(qiu)料(liao)入爐(lu)(lu)電熔(rong)。輕燒氧化(hua)鎂(mei)的(de)氧化(hua)鎂(mei)含(han)量(liang)達到98%，以此料(liao)能(neng)生產(chan)出白色大結(jie)晶電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)費用(yong)(yong)高，影響生產(chan)成(cheng)本。目前，有的(de)廠家(jia)采用(yong)(yong)反(fan)射爐(lu)(lu)輕燒氧化(hua)鎂(mei)，以一(yi)定的(de)粒度加入熔(rong)爐(lu)(lu)電熔(rong)，電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量(liang)比用(yong)(yong)菱鎂(mei)礦(kuang)石好，成(cheng)本又(you)比用(yong)(yong)球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜，因而得到了一(yi)定的(de)推廣。

④燒結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)了某些電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)特(te)殊要求，有時(shi)必須(xu)在電(dian)熔(rong)過程中采用(yong)燒結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)(yuan)料，如采用(yong)海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)(yuan)料，一(yi)般首先(xian)利(li)用(yong)處理海(hai)水(shui)和(he)石灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)生產氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒成輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)其(qi)他方法也(ye)可(ke)以(yi)制(zhi)得輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工(gong)業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)制(zhi)取方法)，采用(yong)輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)原(yuan)(yuan)料生產電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特(te)爾(er)(Ruttere)等研究(jiu)認(ren)為(wei)(wei)，極(ji)少量的(de)雜(za)質氣(qi)體(ti)(相)也(ye)屬于晶體(ti)的(de)雜(za)質，可(ke)明顯影響晶粒的(de)長大。因為(wei)(wei)雜(za)質相的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)在于增加晶界(jie)運(yun)動(dong)所需的(de)能(neng)量。當(dang)(dang)晶界(jie)與第(di)二(er)相相遇時(shi)，晶體(ti)能(neng)量降低，其(qi)降低量與第(di)二(er)相橫截面積(ji)成正比，所以(yi)必須(xu)提高(gao)晶界(jie)能(neng)，晶界(jie)才能(neng)離開第(di)二(er)相繼續運(yun)動(dong)。并且當(dang)(dang)晶界(jie)與第(di)二(er)相相遇時(shi)，與第(di)二(er)相橫截面積(ji)相等的(de)晶界(jie)必須(xu)變(bian)形，第(di)二(er)相數量愈多，晶粒長大的(de)極(ji)限尺寸愈小(xiao)。

另一方(fang)面為了(le)降低電熔凝氧化(hua)鎂的(de)顯(xian)氣孔率(lv)，也應(ying)盡量減少原(yuan)料氧化(hua)鎂的(de)氣體(ti)排出，因此，采用燒結鎂砂電熔有其顯(xian)著優(you)點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單(dan)晶的化(hua)學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是(shi)同原子和分子的(de)(de)(de)量(liang)子力學本性如(ru)離(li)子半徑的(de)(de)(de)尺(chi)寸(cun)，離(li)子的(de)(de)(de)電(dian)位數(shu)值，離(li)子的(de)(de)(de)電(dian)子外(wai)層結構等相關聯。而氧化鎂(mei)的(de)(de)(de)離(li)子尺(chi)寸(cun)、質量(liang)和電(dian)荷、陽離(li)子和陰離(li)子之間的(de)(de)(de)結合(he)特性和強度(du)、離(li)子的(de)(de)(de)極化作用(yong)、結晶構造等決定它是(shi)一高熔點(dian)化合(he)物(wu)。

氧化鎂的熔點和結構參(can)數：陽離(li)子(zi)半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離(li)子(zi)半(ban)徑(jing)0.53mm;結構類(lei)型NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)制(zhi)造(zao)的(de)(de)最重要過程(cheng)是由各種(zhong)(zhong)鎂(mei)質(zhi)原料(liao)(liao)，通(tong)過各種(zhong)(zhong)形(xing)式的(de)(de)加熱(re)方(fang)法(fa)產(chan)生(sheng)高溫使(shi)鎂(mei)質(zhi)材料(liao)(liao)(MgO)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)，變(bian)成(cheng)氧化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)(rong)體。要使(shi)氧化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)，必須消耗大(da)量的(de)(de)熱(re)能(neng)，以克服(fu)離子間的(de)(de)引力。通(tong)過強大(da)電弧(hu)產(chan)生(sheng)高溫而熔(rong)(rong)(rong)化(hua)氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)方(fang)法(fa)叫做電弧(hu)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)法(fa)。這個(ge)融(rong)化(hua)過程(cheng)一(yi)般(ban)包括熱(re)的(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)(rong)化(hua)、析晶、晶體長大(da)等一(yi)系列物(wu)理化(hua)學(xue)變(bian)化(hua)的(de)(de)過程(cheng)。

①脫水過程(cheng)。用水鎂(mei)(mei)石(shi)作原料有(you)一脫水過程(cheng)。水鎂(mei)(mei)石(shi)的主要成分是(shi)氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其脫水過程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過(guo)程(cheng)。用菱鎂(mei)礦作為原料時(shi)有一(yi)個脫碳(tan)過(guo)程(cheng)，脫碳(tan)過(guo)程(cheng)包(bao)括兩個方(fang)(fang)面。一(yi)方(fang)(fang)面是(shi)菱鎂(mei)礦石的熱分(fen)解(jie)，菱鎂(mei)礦石的主要成(cheng)分(fen)是(shi)碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面，由于在(zai)電(dian)(dian)熔過程(cheng)中(zhong)往往在(zai)原料(liao)氧化鎂中(zhong)加(jia)入石墨粉(fen)(fen)末添加(jia)物(助劑(ji))，在(zai)電(dian)(dian)熔爐起動過程(cheng)中(zhong)需(xu)在(zai)三(san)電(dian)(dian)極(石墨電(dian)(dian)極)的(de)下端用(yong)石墨粉(fen)(fen)末鋪成三(san)角形(xing)(xing)或星形(xing)(xing)導(dao)線路，在(zai)通電(dian)(dian)過程(cheng)中(zhong)受熱燒損或完全燃燒除去(qu)石墨。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)。熔化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)即(ji)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)(zhong)鎂(mei)(mei)離子(zi)和氧離子(zi)在強電(dian)(dian)(dian)弧產生的熱能(neng)作用(yong)下，克服單(dan)晶(jing)體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)的晶(jing)格能(neng)的束縛(fu)，變成(cheng)能(neng)自由(you)運動的過(guo)(guo)(guo)程(cheng)。也就(jiu)是說，氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱到一定溫度(熔點)就(jiu)會由(you)固體(ti)(ti)變成(cheng)液體(ti)(ti)，叫熔化(hua)(hua)(hua)。在這(zhe)一過(guo)(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)需消耗大量的電(dian)(dian)(dian)能(neng)。據電(dian)(dian)(dian)熔凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生產者對用(yong)水(shui)鎂(mei)(mei)石作原料生產電(dian)(dian)(dian)熔凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的熱平衡的衡算，熱消耗的比例如下：氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)體(ti)(ti)生成(cheng)熱消耗值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗熱值(zhi)(zhi)15.3%，散(san)(san)砂(sha)生成(cheng)熱耗值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)(que)水(shui)耗熱值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)(que)爐殼(ke)的水(shui)耗熱值(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表(biao)面散(san)(san)熱值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)(dian)能(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數(shu)據可以(yi)看出，在電(dian)(dian)(dian)熔