電(dian)弧熔(rong)爐生(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)氧化鎂的(de)工藝(yi)流(liu)程主要包括：原料(liao)配(pei)料(liao)、電(dian)弧熔(rong)融、破碎、選別、粉(fen)碎、篩別、磁選、分類包裝等。

(1)原料

我國有豐富的優質(zhi)菱鎂礦石，氧化鎂含量高，又易于(yu)開采，因(yin)此，被(bei)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(jie)產(chan)生CO2氣體，由于(yu)有大量氣體從爐內(nei)排出影(ying)響著(zhu)電熔過(guo)程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的結晶帶的形成均有不利影響，由于大量(liang)塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗(hao)和能量(liang)消耗(hao)增(zeng)高，也惡化(hua)(hua)了車間生產(chan)環境。但(dan)由于優(you)質菱鎂(mei)(mei)礦石容易獲得，價格很低廉，所以，仍是我國(guo)電熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)用得最多(duo)最廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)礦石中氧(yang)化(hua)鎂(mei)的含量(liang)(liang)高低和化(hua)學成分(fen)直接影響到電(dian)熔凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的質量(liang)(liang)，同時在(zai)電(dian)熔過程中也直接影響到電(dian)熔凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)得(de)到的品級(ji)比(bi)例(li)，因此(ci)，為(wei)了保證電(dian)熔凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的質量(liang)(liang)和品級(ji)比(bi)例(li)，必(bi)須對(dui)各(ge)種礦石進行適當的配(pei)比(bi)后(hou)進行熔煉。

②水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)。我國的(de)遼寧(ning)省水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)的(de)礦源(yuan)非常豐富，水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)中氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦石(shi)(shi)。它也是一種制造電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)原料，部分地區水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)的(de)化(hua)學成(cheng)分見表2。

表2水鎂(mei)石(shi)的化學成(cheng)分/%

③輕燒氧(yang)化鎂(mei)。以(yi)(yi)輕燒氧(yang)化鎂(mei)作為電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)原料(liao)，可以(yi)(yi)使生產環(huan)境得到(dao)改善，可以(yi)(yi)降低運輸費用。由于電(dian)(dian)熔(rong)時(shi)排出氣體少，成(cheng)分(fen)也較均勻，對提高電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)質量有利(li)。

我國有一(yi)些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)球(qiu)料(liao)入(ru)爐電(dian)熔(rong)(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量(liang)(liang)達到98%，以(yi)此料(liao)能生(sheng)產出白色大結晶電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)費(fei)用(yong)(yong)(yong)高，影響生(sheng)產成(cheng)本(ben)。目(mu)前，有的廠(chang)家采用(yong)(yong)(yong)反射爐輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)一(yi)定(ding)的粒度加入(ru)熔(rong)(rong)爐電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的質量(liang)(liang)比用(yong)(yong)(yong)菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石好，成(cheng)本(ben)又比用(yong)(yong)(yong)球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜，因(yin)而得到了一(yi)定(ding)的推廣(guang)。

④燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)了某(mou)些電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)特殊要求，有時必(bi)(bi)須在電熔(rong)(rong)過(guo)程中(zhong)采(cai)用(yong)(yong)(yong)燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電熔(rong)(rong)原料，如采(cai)用(yong)(yong)(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電熔(rong)(rong)原料，一(yi)般(ban)首(shou)先(xian)利用(yong)(yong)(yong)處理海(hai)水和石(shi)灰乳作(zuo)用(yong)(yong)(yong)生產(chan)氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)(yong)其他方法(fa)也可以制得輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見(jian)工業氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)制取方法(fa))，采(cai)用(yong)(yong)(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原料生產(chan)電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和拉特爾(er)(Ruttere)等研(yan)究認為(wei)，極少量的(de)(de)(de)雜質氣體(ti)(相)也屬于晶(jing)體(ti)的(de)(de)(de)雜質，可明顯(xian)影(ying)響晶(jing)粒的(de)(de)(de)長(chang)大(da)。因為(wei)雜質相的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)在于增加晶(jing)界(jie)(jie)運動(dong)(dong)所需的(de)(de)(de)能量。當晶(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二(er)(er)相相遇時，晶(jing)體(ti)能量降低，其降低量與(yu)第(di)二(er)(er)相橫截面(mian)積成正比(bi)，所以必(bi)(bi)須提高晶(jing)界(jie)(jie)能，晶(jing)界(jie)(jie)才能離開第(di)二(er)(er)相繼續運動(dong)(dong)。并且當晶(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二(er)(er)相相遇時，與(yu)第(di)二(er)(er)相橫截面(mian)積相等的(de)(de)(de)晶(jing)界(jie)(jie)必(bi)(bi)須變形，第(di)二(er)(er)相數量愈多，晶(jing)粒長(chang)大(da)的(de)(de)(de)極限尺寸愈小。

另一方面為了降(jiang)低電熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的顯(xian)(xian)氣孔率，也應(ying)盡(jin)量(liang)減(jian)少原料(liao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的氣體排出(chu)，因此，采用燒結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)電熔有其顯(xian)(xian)著優(you)點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原料(liao)質量要求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特性是同原子(zi)和分(fen)子(zi)的(de)量子(zi)力學本性如離(li)(li)(li)子(zi)半徑的(de)尺寸，離(li)(li)(li)子(zi)的(de)電(dian)位數值，離(li)(li)(li)子(zi)的(de)電(dian)子(zi)外層結(jie)構等相關聯。而氧(yang)化鎂的(de)離(li)(li)(li)子(zi)尺寸、質量和電(dian)荷、陽離(li)(li)(li)子(zi)和陰離(li)(li)(li)子(zi)之間的(de)結(jie)合特性和強度、離(li)(li)(li)子(zi)的(de)極化作用、結(jie)晶構造等決定它是一高(gao)熔(rong)點化合物。

氧化鎂的熔點(dian)和(he)結構參數(shu)：陽離(li)子半徑(jing)0.074mm;陰離(li)子半徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)位(wei)數(shu)6;有效(xiao)配(pei)位(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制造的最重(zhong)要過程是由各(ge)種鎂(mei)(mei)(mei)質原料，通過各(ge)種形式的加(jia)熱(re)方法產生高溫使(shi)鎂(mei)(mei)(mei)質材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)，變(bian)成氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)體。要使(shi)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)融(rong)，必(bi)須消(xiao)耗大量(liang)的熱(re)能，以克服(fu)離子間的引力。通過強大電(dian)(dian)弧產生高溫而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的方法叫做(zuo)電(dian)(dian)弧熔(rong)(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)過程一(yi)般(ban)包括熱(re)的傳導、脫水(shui)、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)、析(xi)晶(jing)、晶(jing)體長大等一(yi)系列物理化(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)的過程。

①脫(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)。用水(shui)鎂石作(zuo)原料(liao)有一脫(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)。水(shui)鎂石的主要成分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過程。用菱(ling)鎂(mei)礦作為(wei)原料時(shi)有(you)一個脫(tuo)碳過程，脫(tuo)碳過程包(bao)括兩個方(fang)面。一方(fang)面是菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)的熱(re)分解，菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)的主要成分是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由于在(zai)(zai)電熔過程中(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)(zai)原料氧化鎂中(zhong)加(jia)入石墨(mo)粉末(mo)添加(jia)物(wu)(助劑)，在(zai)(zai)電熔爐起動(dong)過程中(zhong)需在(zai)(zai)三(san)電極(石墨(mo)電極)的下端用石墨(mo)粉末(mo)鋪成三(san)角形或星形導線路，在(zai)(zai)通電過程中(zhong)受熱燒損或完全燃(ran)燒除去(qu)石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)(hua)過(guo)程。熔化(hua)(hua)(hua)過(guo)程即(ji)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離(li)(li)子(zi)(zi)和氧(yang)(yang)離(li)(li)子(zi)(zi)在強電(dian)(dian)弧產生(sheng)的(de)熱能作用下，克服(fu)單晶(jing)體(ti)中(zhong)的(de)晶(jing)格能的(de)束(shu)縛，變成(cheng)能自由運(yun)動的(de)過(guo)程。也就是說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)加(jia)熱到(dao)一(yi)定(ding)溫(wen)度(熔點)就會由固體(ti)變成(cheng)液體(ti)，叫熔化(hua)(hua)(hua)。在這一(yi)過(guo)程中(zhong)需消(xiao)(xiao)耗(hao)大量的(de)電(dian)(dian)能。據電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產者對用水鎂(mei)石(shi)作原料生(sheng)產電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)熱平衡的(de)衡算，熱消(xiao)(xiao)耗(hao)的(de)比(bi)例如下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)體(ti)生(sheng)成(cheng)熱消(xiao)(xiao)耗(hao)值34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)耗(hao)熱值15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)熱耗(hao)值3.0%，冷卻水耗(hao)熱值8.4%，冷卻爐(lu)殼的(de)水耗(hao)熱值7.9%，爐(lu)子(zi)(zi)表面散熱值6.4%，煙氣帶(dai)走熱值28.8%。電(dian)(dian)能損失值3.2%，從這些(xie)統計數據可以(yi)看出，在電(dian)(dian)熔