電弧熔爐生產(chǎn)電熔氧化鎂的工藝流程主要包括：原料配料、電弧熔融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分類包裝等。

(1)原料

我國有豐富的優(yōu)質(zhì)菱鎂礦石，氧化鎂含量高，又易于開采，因此，被廣泛用作電熔氧化鎂的原料。采用菱鎂石作原料，碳酸鎂分解產(chǎn)生CO2氣體，由于有大量氣體從爐內(nèi)排出影響著電熔過程的進(jìn)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂的結(jié)晶帶的形成均有不利影響，由于大量塵料飛損，使物料損耗和能量消耗增高，也惡化了車間生產(chǎn)環(huán)境。但由于優(yōu)質(zhì)菱鎂礦石容易獲得，價(jià)格很低廉，所以，仍是我國電熔氧化鎂用得最多最廣泛的原料。

(2)配料

①菱鎂礦。菱鎂礦石中氧化鎂的含量高低和化學(xué)成分直接影響到電熔凝氧化鎂的質(zhì)量，同時(shí)在電熔過程中也直接影響到電熔凝氧化鎂得到的品級比例，因此，為了保證電熔凝氧化鎂的質(zhì)量和品級比例，必須對各種礦石進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐浔群筮M(jìn)行熔煉。

②水鎂石。我國的遼寧省水鎂石的礦源非常豐富，水鎂石中氧化鎂含量高于菱鎂礦石。它也是一種制造電熔凝氧化鎂的原料，部分地區(qū)水鎂石的化學(xué)成分見表2。

表2水鎂石的化學(xué)成分/%

③輕燒氧化鎂。以輕燒氧化鎂作為電熔氧化鎂原料，可以使生產(chǎn)環(huán)境得到改善，可以降低運(yùn)輸費(fèi)用。由于電熔時(shí)排出氣體少，成分也較均勻，對提高電熔氧化鎂質(zhì)量有利。

我國有一些電熔凝氧化鎂以輕燒氧化鎂制成球料入爐電熔。輕燒氧化鎂的氧化鎂含量達(dá)到98%，以此料能生產(chǎn)出白色大結(jié)晶電熔氧化鎂。但由于成球費(fèi)用高，影響生產(chǎn)成本。目前，有的廠家采用反射爐輕燒氧化鎂，以一定的粒度加入熔爐電熔，電熔氧化鎂的質(zhì)量比用菱鎂礦石好，成本又比用球料作原料時(shí)便宜，因而得到了一定的推廣。

④燒結(jié)鎂砂。為了某些電熔凝氧化鎂的特殊要求，有時(shí)必須在電熔過程中采用燒結(jié)鎂砂作為電熔原料，如采用海水鎂砂作為電熔原料，一般首先利用處理海水和石灰乳作用生產(chǎn)氫氧化鎂，將氫氧化鎂煅燒成輕燒氧化鎂。用其他方法也可以制得輕燒氧化鎂(詳見工業(yè)氧化鎂的制取方法)，采用輕燒氧化鎂作為原料生產(chǎn)電熔凝氧化鎂。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究認(rèn)為，極少量的雜質(zhì)氣體(相)也屬于晶體的雜質(zhì)，可明顯影響晶粒的長大。因?yàn)殡s質(zhì)相的作用在于增加晶界運(yùn)動所需的能量。當(dāng)晶界與第二相相遇時(shí)，晶體能量降低，其降低量與第二相橫截面積成正比，所以必須提高晶界能，晶界才能離開第二相繼續(xù)運(yùn)動。并且當(dāng)晶界與第二相相遇時(shí)，與第二相橫截面積相等的晶界必須變形，第二相數(shù)量愈多，晶粒長大的極限尺寸愈小。

另一方面為了降低電熔凝氧化鎂的顯氣孔率，也應(yīng)盡量減少原料氧化鎂的氣體排出，因此，采用燒結(jié)鎂砂電熔有其顯著優(yōu)點(diǎn)。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學(xué)原料質(zhì)量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是同原子和分子的量子力學(xué)本性如離子半徑的尺寸，離子的電位數(shù)值，離子的電子外層結(jié)構(gòu)等相關(guān)聯(lián)。而氧化鎂的離子尺寸、質(zhì)量和電荷、陽離子和陰離子之間的結(jié)合特性和強(qiáng)度、離子的極化作用、結(jié)晶構(gòu)造等決定它是一高熔點(diǎn)化合物。

氧化鎂的熔點(diǎn)和結(jié)構(gòu)參數(shù)：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結(jié)構(gòu)類型NaCl;配位數(shù)6;有效配位數(shù)8.5;密度3.65g/cm3;熔點(diǎn)2800℃。

電熔凝氧化鎂制造的最重要過程是由各種鎂質(zhì)原料，通過各種形式的加熱方法產(chǎn)生高溫使鎂質(zhì)材料(MgO)熔化，變成氧化鎂熔體。要使氧化鎂熔融，必須消耗大量的熱能，以克服離子間的引力。通過強(qiáng)大電弧產(chǎn)生高溫而熔化氧化鎂的方法叫做電弧熔融法。這個(gè)融化過程一般包括熱的傳導(dǎo)、脫水、脫碳、熔化、析晶、晶體長大等一系列物理化學(xué)變化的過程。

①脫水過程。用水鎂石作原料有一脫水過程。水鎂石的主要成分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程。用菱鎂礦作為原料時(shí)有一個(gè)脫碳過程，脫碳過程包括兩個(gè)方面。一方面是菱鎂礦石的熱分解，菱鎂礦石的主要成分是碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在電熔過程中往往在原料氧化鎂中加入石墨粉末添加物(助劑)，在電熔爐起動過程中需在三電極(石墨電極)的下端用石墨粉末鋪成三角形或星形導(dǎo)線路，在通電過程中受熱燒損或完全燃燒除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔化過程。熔化過程即氧化鎂中鎂離子和氧離子在強(qiáng)電弧產(chǎn)生的熱能作用下，克服單晶體中的晶格能的束縛，變成能自由運(yùn)動的過程。也就是說，氧化鎂加熱到一定溫度(熔點(diǎn))就會由固體變成液體，叫熔化。在這一過程中需消耗大量的電能。據(jù)電熔凝氧化鎂生產(chǎn)者對用水鎂石作原料生產(chǎn)電熔凝氧化鎂的熱平衡的衡算，熱消耗的比例如下：氧化鎂晶體生成熱消耗值34.9%，渣皮消耗熱值15.3%，散砂生成熱耗值3.0%，冷卻水耗熱值8.4%，冷卻爐殼的水耗熱值7.9%，爐子表面散熱值6.4%，煙氣帶走熱值28.8%。電能損失值3.2%，從這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，在電熔